JP6426940B2 - Semiconductor device and forming method - Google Patents

Semiconductor device and forming method Download PDF

Info

Publication number
JP6426940B2
JP6426940B2 JP2014166571A JP2014166571A JP6426940B2 JP 6426940 B2 JP6426940 B2 JP 6426940B2 JP 2014166571 A JP2014166571 A JP 2014166571A JP 2014166571 A JP2014166571 A JP 2014166571A JP 6426940 B2 JP6426940 B2 JP 6426940B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
transistor
line
voltage
plate line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014166571A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016042403A (en
Inventor
俊治 南雲
俊治 南雲
竹内 潔
潔 竹内
豊二 山本
豊二 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2014166571A priority Critical patent/JP6426940B2/en
Priority to US14/809,106 priority patent/US9553131B2/en
Publication of JP2016042403A publication Critical patent/JP2016042403A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6426940B2 publication Critical patent/JP6426940B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B63/00Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
    • H10B63/30Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices comprising selection components having three or more electrodes, e.g. transistors
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021Auxiliary circuits
    • G11C13/0069Writing or programming circuits or methods
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B63/00Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
    • H10B63/80Arrangements comprising multiple bistable or multi-stable switching components of the same type on a plane parallel to the substrate, e.g. cross-point arrays
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/011Manufacture or treatment of multistable switching devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20Multistable switching devices, e.g. memristors
    • H10N70/24Multistable switching devices, e.g. memristors based on migration or redistribution of ionic species, e.g. anions, vacancies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881Switching materials
    • H10N70/883Oxides or nitrides
    • H10N70/8833Binary metal oxides, e.g. TaOx
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0007Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising metal oxide memory material, e.g. perovskites
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021Auxiliary circuits
    • G11C13/0064Verifying circuits or methods
    • G11C2013/0066Verify correct writing whilst writing is in progress, e.g. by detecting onset or cessation of current flow in cell and using the detector output to terminate writing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021Auxiliary circuits
    • G11C13/0069Writing or programming circuits or methods
    • G11C2013/0071Write using write potential applied to access device gate
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021Auxiliary circuits
    • G11C13/0069Writing or programming circuits or methods
    • G11C2013/0083Write to perform initialising, forming process, electro forming or conditioning
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0021Auxiliary circuits
    • G11C13/0069Writing or programming circuits or methods
    • G11C2013/009Write using potential difference applied between cell electrodes
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C2213/00Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/70Resistive array aspects
    • G11C2213/79Array wherein the access device being a transistor
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C2213/00Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/70Resistive array aspects
    • G11C2213/82Array having, for accessing a cell, a word line, a bit line and a plate or source line receiving different potentials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

本発明は、半導体装置及びフォーミング方法に関し、例えばReRAM(Resistance Random Access Memory)に適用可能な技術である。   The present invention relates to a semiconductor device and a forming method, and is a technology applicable to, for example, ReRAM (Resistance Random Access Memory).

不揮発メモリとしてReRAMが現在開発されている。ReRAMは、可変抵抗素子を利用したメモリである。可変抵抗素子は、初期状態において絶縁体である。例えば特許文献1に記載されているように、可変抵抗素子は、フォーミングによって抵抗が低下する。フォーミングでは、可変抵抗素子に高電圧(フォーミング電圧)が印加される。フォーミング後、可変抵抗素子は、高抵抗状態及び低抵抗状態のいずれかとなる。そして電圧の印加によって、可変抵抗素子は、高抵抗状態及び低抵抗状態の一方から他方に、又は他方から一方に遷移することができる。ReRAMは、可変抵抗素子が高抵抗状態であるか又は低抵抗状態であるかによって、0又は1のデータを保持している。   ReRAM is currently being developed as a non-volatile memory. ReRAM is a memory using a variable resistance element. The variable resistive element is an insulator in the initial state. For example, as described in Patent Document 1, the variable resistive element has its resistance lowered by forming. In forming, a high voltage (forming voltage) is applied to the variable resistive element. After forming, the variable resistive element is in either the high resistance state or the low resistance state. Then, by application of a voltage, the variable resistive element can transition from one of the high resistance state and the low resistance state to the other, or from the other to the other. The ReRAM holds data of 0 or 1 depending on whether the variable resistive element is in the high resistance state or in the low resistance state.

特許文献2には、ReRAMの一例が記載されている。このReRAMは、複数のメモリセル、複数のプレート線、及び複数のビット線を含んでいる。各メモリセルは、トランジスタ及び可変抵抗素子を含んでいる。トランジスタは、ドレインが可変抵抗素子を介してプレート線に接続し、ソースがビット線に接続している。プレート線とビット線の間の電圧によって、各メモリセルにおいて、可変抵抗素子は、高抵抗状態及び低抵抗状態の一方から他方に、又は他方から一方に遷移している。   Patent Document 2 describes an example of ReRAM. The ReRAM includes a plurality of memory cells, a plurality of plate lines, and a plurality of bit lines. Each memory cell includes a transistor and a variable resistance element. In the transistor, the drain is connected to the plate line through the variable resistance element, and the source is connected to the bit line. The voltage between the plate line and the bit line causes the variable resistance element to transition from one of the high resistance state and the low resistance state to the other or from the other to the other in each memory cell.

特開2010−218615号公報JP, 2010-218615, A 特開2005−25914号公報JP 2005-25914 A

例えば特許文献2に記載されているように、可変抵抗素子には、トランジスタが接続していることがある。この場合、フォーミングにおいて、フォーミング電圧の大部分がトランジスタに印加されることがある。このため、トランジスタは、上記した場合にトランジスタに印加される電圧よりも高い耐圧を有している必要がある。一方でこの場合、トランジスタの面積が大きいものとなる。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   For example, as described in Patent Document 2, a transistor may be connected to the variable resistive element. In this case, in forming, most of the forming voltage may be applied to the transistor. Therefore, the transistor needs to have a withstand voltage higher than the voltage applied to the transistor in the above case. On the other hand, in this case, the area of the transistor is large. Other problems and novel features will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、複数のメモリセルは、ビット線及びプレート線の組み合わせが互いに異なっている。そしてメモリセルは、可変抵抗素子がフォーミングされた場合において、プレート線とビット線の間の電圧が可変抵抗素子のフォーミング電圧であるとき、トランジスタがドレイン及びソースの間でブレークダウンする。あるいは、メモリセルは、可変抵抗素子がフォーミングされた場合において、プレート線とゲート電極の間の電圧がフォーミング電圧であるとき、トランジスタがドレイン及びゲート電極の間でブレークダウンする。   According to one embodiment, the plurality of memory cells have different combinations of bit lines and plate lines. Then, in the memory cell, when the variable resistive element is formed, the transistor breaks down between the drain and the source when the voltage between the plate line and the bit line is the forming voltage of the variable resistive element. Alternatively, in the memory cell, when the variable resistive element is formed, the transistor breaks down between the drain and the gate electrode when the voltage between the plate line and the gate electrode is the forming voltage.

他の一実施の形態によれば、第1トランジスタがメモリ回路を構成している。第2トランジスタがロジック回路を構成している。第3トランジスタがI/Oセルを構成している。メモリ回路は、ビット線及びプレート線の組み合わせが互いに異なる複数のメモリセルを含んでいる。第1トランジスタの第1ゲート電極のゲート長は、第2トランジスタの第2ゲート電極のゲート長よりも長く、かつ第3トランジスタの第3ゲート電極のゲート長よりも短い。第1トランジスタの第1ゲート絶縁膜の膜厚は、第2トランジスタの第2ゲート絶縁膜の膜厚よりも厚く、第3トランジスタの第3ゲート絶縁膜の膜厚と等しい。   According to another embodiment, the first transistor constitutes a memory circuit. The second transistor constitutes a logic circuit. The third transistor constitutes an I / O cell. The memory circuit includes a plurality of memory cells in which combinations of bit lines and plate lines are different from each other. The gate length of the first gate electrode of the first transistor is longer than the gate length of the second gate electrode of the second transistor and shorter than the gate length of the third gate electrode of the third transistor. The thickness of the first gate insulating film of the first transistor is thicker than the thickness of the second gate insulating film of the second transistor, and is equal to the thickness of the third gate insulating film of the third transistor.

他の一実施の形態によれば、複数のメモリセルは、ビット線及びプレート線の組み合わせが互いに異なっている。そして第1のビット線及び第1のプレート線に電気的に接続しているメモリセルの可変抵抗素子をフォーミングする場合に、第1のビット線に第1電圧を与え、かつ第1のプレート線に第1電圧よりも高い第2電圧を与える。さらに、第1電位よりも高くかつ第2電圧よりも低い第3電圧を第2のビット線に与える。   According to another embodiment, the plurality of memory cells have different combinations of bit lines and plate lines. When forming the variable resistive element of the memory cell electrically connected to the first bit line and the first plate line, a first voltage is applied to the first bit line, and the first plate line is formed. To a second voltage higher than the first voltage. Further, a third voltage higher than the first potential and lower than the second voltage is applied to the second bit line.

前記一実施の形態によれば、ReRAMのトランジスタの面積を小さいものにすることができる。   According to the one embodiment, the area of the ReRAM transistor can be made small.

第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment. 図1に示したメモリセルアレイの構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell array shown in FIG. 図2に示したメモリセルアレイの構成の一例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of a memory cell array shown in FIG. 2; 図3からビット線、プレート線、導体パターン、及びビアを取り除いた図である。It is the figure which removed the bit line, the plate line, the conductor pattern, and the via | veer from FIG. 図4のA−A´断面図である。It is an AA 'cross section figure of FIG. 第1の実施形態に係るフォーミング方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the forming method which concerns on 1st Embodiment. トランジスタの耐圧を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the proof pressure of a transistor. 第1の実施形態に係るフォーミング方法での電圧制御の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage control in the forming method which concerns on 1st Embodiment. 図8の第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of FIG. 図8の第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of FIG. 図8の第3の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification of FIG. 第1の実施形態に係る第1の書き込み方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st write-in method which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る第2の書き込み方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd write-in method which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る読み出し方法の第1例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st example of the read-out method which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る読み出し方法の第2例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd example of the read-out method which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係るメモリセルアレイの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram showing composition of a memory cell array concerning a 2nd embodiment. 図16に示したメモリセルアレイの構成の一例を示す平面図である。FIG. 17 is a plan view showing an example of the configuration of the memory cell array shown in FIG. 16; 図17からビット線、プレート線、導体パターン、及びビアを取り除いた図である。FIG. 18 is a view from which bit lines, plate lines, conductor patterns and vias are removed from FIG. 17; 図17のA−A´断面図である。It is an AA 'cross section figure of FIG. 第2の実施形態に係るフォーミング方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the forming method which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る第1の書き込み方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st write-in method which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る第2の書き込み方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd write-in method which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device concerning 3rd Embodiment. ロジック領域のトランジスタ、ReRAM領域のトランジスタ、及びI/Oセルのトランジスタの各構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing each configuration of a transistor in a logic region, a transistor in a ReRAM region, and a transistor in an I / O cell. ロジック領域のトランジスタ、ReRAM領域のトランジスタ、及びI/Oセルのトランジスタの各構成の一例を示す平面図である。It is a top view showing an example of each composition of a transistor of a logic field, a transistor of ReRAM field, and a transistor of an I / O cell. 図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24; 図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24; 図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24; 図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24; 図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24; 図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24; 図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24; トランジスタでのゲート−ドレイン間の耐圧のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the proof pressure between gate-drain in a transistor. トランジスタでのドレイン−ウェル間の耐圧のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the pressure resistance between the drain-wells in a transistor. (a)は、トランジスタの閾値電圧のロールオフのシミュレーション結果を示す図であり、(b)は、(a)のロールオフの傾きの結果を示す図である。(A) is a figure which shows the simulation result of the roll-off of the threshold voltage of a transistor, (b) is a figure which shows the result of the inclination of the roll-off of (a). トランジスタの電流駆動力のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the current driving force of a transistor.

以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。この半導体装置は、制御回路CC(周辺回路)、電圧発生回路VGC、メモリセルアレイMCA、ワード線デコーダWLD、プレート線デコーダPLD、及びビット線デコーダBLDをReRAM領域RRに有し、ロジック回路LC(CPU:Central Processing Unit)をロジック領域LRに有している。さらに半導体装置は、I/OセルIOを有している。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. This semiconductor device has a control circuit CC (peripheral circuit), a voltage generation circuit VGC, a memory cell array MCA, a word line decoder WLD, a plate line decoder PLD, and a bit line decoder BLD in a ReRAM area RR. : Central Processing Unit) is included in the logic area LR. The semiconductor device further includes an I / O cell IO.

本図に示す例において、制御回路CCは、ロジック回路LCによって制御されている。そして制御回路CCには、制御信号、アドレス信号、及びデータがI/OセルIOから入力される。そして制御回路CCは、制御信号及びアドレス信号に基づいて、電圧発生回路VGC、ワード線デコーダWLD、プレート線デコーダPLD、及びビット線デコーダBLDを制御する。なお、本図に示す例では、メモリセルアレイMCAに書き込まれたデータを読み出す場合、当該データは制御回路CCに送られる。そして当該データは、制御回路CCからI/OセルIOに出力される。   In the example shown in the figure, the control circuit CC is controlled by the logic circuit LC. A control signal, an address signal, and data are input to the control circuit CC from the I / O cell IO. The control circuit CC controls the voltage generation circuit VGC, the word line decoder WLD, the plate line decoder PLD, and the bit line decoder BLD based on the control signal and the address signal. In the example shown in the figure, when the data written to the memory cell array MCA is read, the data is sent to the control circuit CC. Then, the data is output from the control circuit CC to the I / O cell IO.

図2を用いて後述するように、メモリセルアレイMCAは、複数のワード線WL(図2)、複数のビット線BL(図2)、及び複数のプレート線PL(図2)を含んでいる。電圧発生回路VGCは、メモリセルアレイMCAの動作(フォーミング、読み出し、及び書き込み)に応じて、ワード線WL、ビット線BL、及びプレート線PLに電位を与える。この場合、各ワード線WLの電位は、プレート線デコーダPLDによって制御される。各ビット線BLの電位は、ビット線デコーダBLDによって制御される。各プレート線PLの電位は、プレート線デコーダPLDによって制御される。これにより、メモリセルアレイMCAの各動作が実施される。   As described later with reference to FIG. 2, the memory cell array MCA includes a plurality of word lines WL (FIG. 2), a plurality of bit lines BL (FIG. 2), and a plurality of plate lines PL (FIG. 2). The voltage generation circuit VGC applies a potential to the word line WL, the bit line BL, and the plate line PL in accordance with the operation (forming, reading, and writing) of the memory cell array MCA. In this case, the potential of each word line WL is controlled by the plate line decoder PLD. The potential of each bit line BL is controlled by the bit line decoder BLD. The potential of each plate line PL is controlled by the plate line decoder PLD. Thus, each operation of the memory cell array MCA is performed.

図2は、図1に示したメモリセルアレイMCAの構成を示す回路図である。メモリセルアレイMCAは、複数のワード線WL、複数のビット線BL、複数のプレート線PL、及び複数のメモリセルMCを含んでいる。各メモリセルMCは、複数のビット線BLのいずれか及び複数のプレート線PLのいずれかに電気的に接続している。この場合、ビット線BLとプレート線PLの組み合わせが各メモリセルMCにおいて異なっている。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of memory cell array MCA shown in FIG. Memory cell array MCA includes a plurality of word lines WL, a plurality of bit lines BL, a plurality of plate lines PL, and a plurality of memory cells MC. Each memory cell MC is electrically connected to any one of the plurality of bit lines BL and any one of the plurality of plate lines PL. In this case, the combination of the bit line BL and the plate line PL is different in each memory cell MC.

より詳細には、本図に示す例において、メモリセルアレイMCAは、n(正の整数)本のビット線BL(ビット線BL1,BL2,BL3,・・・,BLn)を含み、かつm(正の整数)本のプレート線PL(プレート線PL1,PL2,PL3,・・・,PLm)を含んでいる。この場合、プレート線PLとビット線BLの組み合わせは、n×m通りとなる。そして複数のメモリセルMCは、各メモリセルMCが互いに異なる組み合わせ(プレート線PLとビット線BLの組み合わせ)をとるように配置されている。結果、メモリセルアレイMCAは、n×m個のメモリセルMCを含んでいる。   More specifically, in the example shown in the figure, memory cell array MCA includes n (positive integer) bit lines BL (bit lines BL1, BL2, BL3,..., BLn) and m (positive). Integers of 1) plate lines PL (plate lines PL1, PL2, PL3,..., PLm). In this case, the combination of the plate line PL and the bit line BL is n × m. The plurality of memory cells MC are arranged such that each memory cell MC takes a different combination (a combination of the plate line PL and the bit line BL). As a result, the memory cell array MCA includes n × m memory cells MC.

さらに本図に示す例において、メモリセルアレイMCAは、n本のワード線WL(ワード線WL1,WL2,WL3,・・・,WLn)を含んでいる。ワード線WLの本数はビット線BLの本数と同じである。各ワード線WLは、同一のビット線BLに接続している複数のメモリセルMCに設けられている。この場合、ワード線WLは、トランジスタTR1のゲート電極(G)に電気的に接続している。   Further, in the example shown in the figure, the memory cell array MCA includes n word lines WL (word lines WL1, WL2, WL3,..., WLn). The number of word lines WL is the same as the number of bit lines BL. Each word line WL is provided to a plurality of memory cells MC connected to the same bit line BL. In this case, the word line WL is electrically connected to the gate electrode (G) of the transistor TR1.

各メモリセルMCは、可変抵抗素子VR及びトランジスタTR1を含んでいる。可変抵抗素子VRは、プレート線PLに電気的に接続している。トランジスタTR1は、ソース(S)がビット線BLに電気的に接続し、ドレイン(D)が可変抵抗素子VRを介してプレート線PLに電気的に接続している。   Each memory cell MC includes a variable resistive element VR and a transistor TR1. Variable resistance element VR is electrically connected to plate line PL. The source (S) of the transistor TR1 is electrically connected to the bit line BL, and the drain (D) is electrically connected to the plate line PL via the variable resistance element VR.

図3は、図2に示したメモリセルアレイMCAの構成の一例を示す平面図である。図4は、図3からビット線BL、プレート線PL、導体パターンCP、及びビアVA1,VA2を取り除いた図である。図5は、図4のA−A´断面図である。なお、メモリセルアレイMCAの平面レイアウトは、図3及び図4に示す例に限定されるものではない。同様に、メモリセルMCの断面構造は、図5に示す例に限定されるものではない。   FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of memory cell array MCA shown in FIG. FIG. 4 is a diagram in which the bit line BL, the plate line PL, the conductor pattern CP, and the vias VA1 and VA2 are removed from FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. The planar layout of the memory cell array MCA is not limited to the examples shown in FIGS. 3 and 4. Similarly, the cross-sectional structure of memory cell MC is not limited to the example shown in FIG.

まず、図3を用いて、メモリセルアレイMCAを構成する配線(プレート線PL、ビット線BL、及びワード線WL)の平面レイアウトについて説明する。本図に示すように、メモリセルアレイMCAでは、複数のプレート線PLが第1方向(x方向)に沿って配置され、複数のビット線BLが第1方向と直交する第2方向(y方向)に沿って配置され、複数のワード線WLが第2方向(y方向)に沿って配置されている。この場合、各プレート線PLは第2方向(y方向)に延伸し、各ビット線BLは第1方向(x方向)に延伸し、各ワード線WLは第1方向(x方向)に延伸している。さらに本図に示す例では、ワード線WL、ビット線BL、ビット線BL、及びワード線WLがこの順で第2方向(y方向)に沿って繰り返し配置されている。   First, the planar layout of the interconnections (plate line PL, bit line BL, and word line WL) constituting the memory cell array MCA will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the memory cell array MCA, a plurality of plate lines PL are arranged along a first direction (x direction), and a plurality of bit lines BL are in a second direction (y direction) orthogonal to the first direction. And a plurality of word lines WL are arranged along a second direction (y direction). In this case, each plate line PL extends in the second direction (y direction), each bit line BL extends in the first direction (x direction), and each word line WL extends in the first direction (x direction). ing. Furthermore, in the example shown in the drawing, the word line WL, the bit line BL, the bit line BL, and the word line WL are repeatedly arranged in this order along the second direction (y direction).

複数のプレート線PLそれぞれには、複数の導体パターンCPが設けられている。導体パターンCPは、プレート線PLの下層に位置している。さらに各導体パターンCPには、ビアVA1,VA2が設けられている。本図に示す例では、ビット線BL、導体パターンCP、導体パターンCP、及びビット線BLがこの順で第2方向(y方向)に沿って繰り返し配置されている。   A plurality of conductor patterns CP are provided for each of the plurality of plate lines PL. The conductor pattern CP is located in the lower layer of the plate line PL. Furthermore, vias VA1 and VA2 are provided in each conductor pattern CP. In the example shown in the drawing, the bit line BL, the conductor pattern CP, the conductor pattern CP, and the bit line BL are repeatedly arranged in this order along the second direction (y direction).

次に、図4を用いて、メモリセルMCの平面レイアウトについて説明する。本図に示すように、基板SUBの表面には、複数の活性領域AR1が島状に配置されている。各活性領域AR1は、分離領域IRによって平面視で囲まれている。各活性領域AR1には、1つのトランジスタTR1が形成されている。各活性領域AR1は、分離領域IRによって、互いに電気的に絶縁されている。   Next, the planar layout of the memory cell MC will be described with reference to FIG. As shown in the drawing, on the surface of the substrate SUB, a plurality of active regions AR1 are arranged in an island shape. Each active area AR1 is surrounded in plan view by the separation area IR. One transistor TR1 is formed in each active region AR1. Each active region AR1 is electrically isolated from one another by isolation region IR.

複数のワード線WLそれぞれには、複数のトランジスタTR1が設けられている。ワード線WLは、各活性領域AR1と平面視で重なる領域において、トランジスタTR1のゲート電極(ゲート電極GE1)となる。各ワード線WLに設けられた複数のトランジスタTR1は、ワード線WL(ゲート電極GE1)を基準として同一の側にドレイン(ドレイン領域DR1)を有し、ワード線WL(ゲート電極GE1)を介してドレインの反対側にソース(ソース領域SR1)を有している。   A plurality of transistors TR1 are provided for each of the plurality of word lines WL. The word line WL serves as a gate electrode (gate electrode GE1) of the transistor TR1 in a region overlapping with each active region AR1 in a plan view. The plurality of transistors TR1 provided for each word line WL have drains (drain regions DR1) on the same side with reference to the word line WL (gate electrode GE1), and the word line WL (gate electrode GE1) A source (source region SR1) is provided on the opposite side of the drain.

互いに隣り合うワード線WLにおいて、一方のワード線WLに設けられた複数のトランジスタTR1のレイアウトと他方のワード線WLに設けられた複数のトランジスタTR1のレイアウトは、第1方向(x方向)に延伸する直線に関して線対称になっている。言い換えると、第2方向(y方向)に沿って配置された複数のトランジスタTR1では、ソース領域SR1、ゲート電極GE1、ドレイン領域DR1、ドレイン領域DR1、ゲート電極GE1、ソース領域SR1がこの順で第2方向(y方向)に沿って繰り返し配置されている。なお、本図に示す例では、ドレイン領域DR1にコンタクトCTDが設けられ、ソース領域SR1にコンタクトCTSが設けられている。   In the word lines WL adjacent to each other, the layout of the plurality of transistors TR1 provided on one word line WL and the layout of the plurality of transistors TR1 provided on the other word line WL extend in the first direction (x direction) It is symmetrical about the straight line In other words, in the plurality of transistors TR1 arranged along the second direction (y direction), the source region SR1, the gate electrode GE1, the drain region DR1, the drain region DR1, the gate electrode GE1, and the source region SR1 are arranged in this order It is repeatedly arranged along 2 directions (y direction). In the example shown in the drawing, the contact CTD is provided in the drain region DR1, and the contact CTS is provided in the source region SR1.

各トランジスタTR1には、可変抵抗素子VRが設けられている。トランジスタTR1及び可変抵抗素子VRによってメモリセルMCが構成されている。本図に示す例では、可変抵抗素子VRの少なくとも一部がドレイン領域DR1と平面視で重なっている。   Each transistor TR1 is provided with a variable resistive element VR. A memory cell MC is configured by the transistor TR1 and the variable resistive element VR. In the example shown in the drawing, at least a part of the variable resistive element VR overlaps the drain region DR1 in plan view.

次に、図5を用いて、メモリセルMCの断面構造について説明する。本図に示す例において、基板SUBには、ウェルWE1が形成されている。そしてトランジスタTR1は、ウェルWE1を用いて形成されている。可変抵抗素子VRは、多層配線層MWLに埋め込まれている。なお、多層配線層MWLは、例えば、シリコン酸化膜(SiO)によって形成されている。 Next, the cross-sectional structure of the memory cell MC will be described with reference to FIG. In the example shown in the drawing, the well WE1 is formed in the substrate SUB. The transistor TR1 is formed using the well WE1. The variable resistive element VR is embedded in the multilayer wiring layer MWL. The multilayer wiring layer MWL is formed of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ).

基板SUBの表面には、分離領域IRが形成されている。本図に示すように、分離領域IRによって活性領域AR1が規定されている。分離領域IRは、例えば、STI(Shallow Trench Isolation)又はLOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)により形成されている。   A separation region IR is formed on the surface of the substrate SUB. As shown in the figure, the active region AR1 is defined by the separation region IR. The isolation region IR is formed of, for example, STI (Shallow Trench Isolation) or LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon).

活性領域AR1には、1つのトランジスタTR1が形成されている。トランジスタTR1は、ゲート電極GE1を基板SUB上に有し、ソース領域SR1及びドレイン領域DR1を基板SUBに有している。ゲート電極GE1は、例えばポリシリコンにより形成されている。   One transistor TR1 is formed in the active region AR1. The transistor TR1 has a gate electrode GE1 on the substrate SUB, and has a source region SR1 and a drain region DR1 on the substrate SUB. The gate electrode GE1 is formed of, for example, polysilicon.

トランジスタTR1は、ゲート電極GE1と基板SUBの間に、ゲート絶縁膜GI1を有し、ゲート電極GE1の側面にサイドウォールSW1を有している。ゲート絶縁膜GI1は、例えば、シリコン酸化膜(SiO)又はhigh−k材料(例えば、酸化ハフニウム(HfO)又は酸化イットリウム(Y))により形成されている。サイドウォールSW1は、例えば、シリコン酸化膜(SiO)又はシリコン窒化膜(SiN)により形成されている。 The transistor TR1 has a gate insulating film GI1 between the gate electrode GE1 and the substrate SUB, and has a sidewall SW1 on the side surface of the gate electrode GE1. The gate insulating film GI1 is formed of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) or a high-k material (for example, hafnium oxide (HfO 2 ) or yttrium oxide (Y 2 O 3 )). The sidewall SW1 is formed of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (SiN).

トランジスタTR1は、ソースエクステンション領域SE1及びドレインエクステンション領域DE1を基板SUBに有している。ソースエクステンション領域SE1は、平面視でゲート電極GE1からソース領域SR1にかけて形成されている。ドレインエクステンション領域DE1は、平面視でゲート電極GE1からドレイン領域DR1にかけて形成されている。ソースエクステンション領域SE1は、不純物濃度がソース領域SR1に比して低い。同様に、ドレインエクステンション領域DE1は、不純物濃度がドレイン領域DR1に比して低い。さらにソースエクステンション領域SE1は、ソース領域SR1よりも浅い。同様に、ドレインエクステンション領域DE1は、ドレイン領域DR1よりも浅い。   The transistor TR1 has a source extension region SE1 and a drain extension region DE1 in the substrate SUB. The source extension region SE1 is formed from the gate electrode GE1 to the source region SR1 in plan view. The drain extension region DE1 is formed from the gate electrode GE1 to the drain region DR1 in plan view. The source extension region SE1 has a lower impurity concentration than the source region SR1. Similarly, the drain extension region DE1 has a lower impurity concentration than the drain region DR1. Furthermore, the source extension region SE1 is shallower than the source region SR1. Similarly, the drain extension region DE1 is shallower than the drain region DR1.

トランジスタTR1は、多層配線層MWLによって覆われている。多層配線層MWLは、コンタクトCTS、コンタクトCTD、可変抵抗素子VR、ビアVA1、導体パターンCP、ビット線BL、ビアVA2、及びプレート線PLを有している。本図に示す例において、可変抵抗素子VRは、配線層(多層配線層MWLの中の一層)に埋め込まれている。ビット線BL及び導体パターンCPは、同一の配線層に埋め込まれ、かつ可変抵抗素子VRよりも上層に位置している。プレート線PLは、ビット線BL及び導体パターンCPよりも上層の配線層に埋め込まれている。   The transistor TR1 is covered by the multilayer interconnection layer MWL. The multilayer wiring layer MWL includes a contact CTS, a contact CTD, a variable resistive element VR, a via VA1, a conductor pattern CP, a bit line BL, a via VA2, and a plate line PL. In the example shown in the figure, the variable resistive element VR is embedded in the wiring layer (one layer in the multilayer wiring layer MWL). The bit line BL and the conductor pattern CP are embedded in the same wiring layer and located above the variable resistive element VR. The plate line PL is embedded in the wiring layer above the bit line BL and the conductor pattern CP.

トランジスタTR1のソース領域SR1は、コンタクトCTSを介してビット線BLに接続している。トランジスタTR1のドレイン領域DR1は、コンタクトCTDを介して可変抵抗素子VRに接続している。可変抵抗素子VRは、ビアVA1、導体パターンCP、及びビアVA2を介してプレート線PLに接続している。   The source region SR1 of the transistor TR1 is connected to the bit line BL via the contact CTS. The drain region DR1 of the transistor TR1 is connected to the variable resistive element VR via the contact CTD. The variable resistive element VR is connected to the plate line PL via the via VA1, the conductor pattern CP, and the via VA2.

可変抵抗素子VRは、下部電極LE、絶縁層DL、可変抵抗膜VRF、及び上部電極UEを有している。下部電極LE、絶縁層DL、可変抵抗膜VRF、及び上部電極UEは、この順で積層されている。本図に示す例では、絶縁層DLには、絶縁層DLを貫通する凹部が形成されている。そしてこの凹部には、可変抵抗膜VRF及び上部電極UEが埋め込まれている。これにより、可変抵抗膜VRFは、下部電極LEに接触する。   The variable resistive element VR includes the lower electrode LE, the insulating layer DL, the variable resistive film VRF, and the upper electrode UE. The lower electrode LE, the insulating layer DL, the variable resistance film VRF, and the upper electrode UE are stacked in this order. In the example shown in the drawing, a recess that penetrates the insulating layer DL is formed in the insulating layer DL. The variable resistance film VRF and the upper electrode UE are embedded in the recess. Thereby, the variable resistance film VRF contacts the lower electrode LE.

なお、可変抵抗素子VRの構造は、本図に示す例に限定されるものではない。例えば、可変抵抗素子VRは、絶縁層DLを含んでいなくてもよい。この場合、下部電極LE、可変抵抗膜VRF、及び上部電極UEがこの順で積層される。そしてこの場合、下部電極LE、可変抵抗膜VRF、及び上部電極UEは、いずれも平板状となる。   The structure of the variable resistive element VR is not limited to the example shown in the figure. For example, the variable resistive element VR may not include the insulating layer DL. In this case, the lower electrode LE, the variable resistance film VRF, and the upper electrode UE are stacked in this order. In this case, the lower electrode LE, the variable resistance film VRF, and the upper electrode UE all have a flat plate shape.

詳細を後述するように、可変抵抗膜VRFは、フォーミングにより電気抵抗が低下する膜である。そしてフォーミング後は、可変抵抗膜VRFは、電圧の印加により、高抵抗状態及び低抵抗状態の一方から他方に、又は他方から一方に遷移する。可変抵抗膜VRFには、このような特性を有する膜が用いられる。   As described in detail later, the variable resistance film VRF is a film whose electric resistance is reduced by forming. Then, after forming, the variable resistance film VRF transitions from one of the high resistance state and the low resistance state to the other or from the other to the other by application of a voltage. A film having such characteristics is used for the variable resistance film VRF.

具体的には、可変抵抗膜VRFは、例えば、金属酸化物(例えば、タンタル酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、又はハフニウム酸化物)により形成されている。この場合、可変抵抗膜VRFは、単層膜でもよいし、又は積層膜でもよい。可変抵抗膜VRFが積層膜である場合、可変抵抗膜VRFは、例えば、元素の種類の組み合わせが互いに異なる積層膜である。あるいは、可変抵抗膜VRFは、例えば、元素の種類の組み合わせが互いに同一の積層膜でもよい。この場合、積層膜の各層の酸素組成比が互いに異なる。なお、可変抵抗膜VRFの膜厚は、例えば、1.5nm以上30nm以下である。   Specifically, the variable resistance film VRF is formed of, for example, a metal oxide (for example, a tantalum oxide, a titanium oxide, a zirconium oxide, or a hafnium oxide). In this case, the variable resistance film VRF may be a single layer film or a laminated film. When the variable resistance film VRF is a laminated film, for example, the variable resistance film VRF is a laminated film in which combinations of types of elements are different from each other. Alternatively, the variable resistance film VRF may be, for example, a laminated film in which combinations of types of elements are the same. In this case, the oxygen composition ratio of each layer of the laminated film is different from each other. The film thickness of the variable resistance film VRF is, for example, 1.5 nm or more and 30 nm or less.

なお、下部電極LEは、金属(例えば、ルテニウム、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、パラジウム、又は白金)により形成されている。同様に、上部電極UEは、金属(例えば、ルテニウム、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、パラジウム、又は白金)により形成されている。絶縁層DLは、例えば、シリコン酸化膜(SiO)又はシリコン窒化膜(SiN)により形成されている。 The lower electrode LE is formed of a metal (for example, ruthenium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, tungsten, palladium, or platinum). Similarly, the upper electrode UE is formed of a metal (for example, ruthenium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, tungsten, palladium, or platinum). The insulating layer DL is formed of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (SiN).

図6は、本実施形態に係るフォーミング方法を説明するための図であり、図2に対応する。本図に示す例では、選択メモリセルMC22(破線で囲まれたメモリセルMC)の可変抵抗素子VRがフォーミングされている。選択メモリセルMC22は、プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2に接続している。   FIG. 6 is a view for explaining the forming method according to the present embodiment, and corresponds to FIG. In the example shown in the drawing, the variable resistive element VR of the selected memory cell MC22 (the memory cell MC surrounded by a broken line) is formed. The selected memory cell MC22 is connected to the plate line PL2, the bit line BL2, and the word line WL2.

本図に示すように、プレート線PL2の電位は、フォーミング電圧Vformとなっている。これに対してその他のプレート線PLの電位は、+Viとなっている。ビット線BL2の電位は、0V(グラウンド電位)となっている。これに対してその他のビット線BLの電位は、+Viとなっている。ワード線WL2の電位は、+Vgfとなっている。これに対してその他のワード線WLの電位は、+Vi´となっている。   As shown in the drawing, the potential of the plate line PL2 is the forming voltage Vform. On the other hand, the potentials of the other plate lines PL are + Vi. The potential of the bit line BL2 is 0 V (ground potential). On the other hand, the potentials of the other bit lines BL are + Vi. The potential of the word line WL2 is + Vgf. On the other hand, the potentials of the other word lines WL are + Vi ′.

選択メモリセルMC22では、トランジスタTR1がオン状態になっている。言い換えると、ワード線WL2の電圧Vgfは、選択メモリセルMC22のトランジスタTR1がオン状態になる電圧である。具体的には、Vgfは例えば1.2Vである。   In the selected memory cell MC22, the transistor TR1 is in the on state. In other words, the voltage Vgf of the word line WL2 is a voltage at which the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 is turned on. Specifically, Vgf is 1.2 V, for example.

選択メモリセルMC22では、プレート線PL2とビット線BL2の間の電圧は、プレート線PL2の電位(Vform)とビット線BL2の電位(0V)の差であり、フォーミング電圧Vformとなる。Vformは、3V以上の高電圧である。ビット線BL2に対するプレート線PL2の電位が+Vformになることにより、可変抵抗素子VRはフォーミングされる。この場合、可変抵抗素子VRは抵抗が減少する。具体的には、可変抵抗素子VRは、フォーミング前は例えば10MΩより大きく、フォーミング直後は例えばおおよそ10kΩである。   In the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL2 is the difference between the potential (Vform) of the plate line PL2 and the potential (0 V) of the bit line BL2, and becomes the forming voltage Vform. Vform is a high voltage of 3 V or more. When the potential of the plate line PL2 with respect to the bit line BL2 becomes + Vform, the variable resistive element VR is formed. In this case, the variable resistive element VR has a reduced resistance. Specifically, the variable resistive element VR is, for example, larger than 10 MΩ before forming and is, for example, approximately 10 kΩ immediately after forming.

詳細を後述するように、可変抵抗素子VRは、フォーミング後、書き込みによって、高抵抗状態又は低抵抗状態のいずれかになることができる。そして本図に示す例では、可変抵抗素子VRは、フォーミング直後は、低抵抗状態となる。   As described in detail later, the variable resistive element VR can be put into either the high resistance state or the low resistance state by writing after forming. Then, in the example shown in the figure, the variable resistive element VR is in the low resistance state immediately after the forming.

本図に示す例において、プレート線PL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧は、プレート線PL2の電位(Vform)とビット線BLの電位(Vi)の差であり、Vform−Viとなる。Viは、0V(グラウンド電位)よりも高く、かつVformよりも低い。具体的には、Viは例えば1.0Vである。この場合、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧は、Vformよりも低いものになっている。言い換えると、ビット線BL2以外のビット線BLの電位Viによって、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧が緩和されている。これにより、詳細を後述するように、トランジスタTR1では、ドレイン−ソース間の耐圧を低いものにすることができる。言い換えると、トランジスタTR1の面積を小さいものにすることができる。   In the example shown in the figure, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL is the potential of the plate line PL2 (Vform And the potential (Vi) of the bit line BL, which is Vform-Vi. Vi is higher than 0 V (ground potential) and lower than Vform. Specifically, Vi is, for example, 1.0V. In this case, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL is lower than Vform. In other words, the voltage Vi between the plate line PL2 and the bit line BL is relaxed by the potential Vi of the bit line BL other than the bit line BL2. Thereby, as described in detail later, in the transistor TR1, the withstand voltage between the drain and the source can be reduced. In other words, the area of the transistor TR1 can be made small.

さらに、本図に示す例において、プレート線PL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、プレート線PL2とワード線WLの間の電圧は、プレート線PL2の電位(Vform)とワード線WLの電位(Vi´)の差であり、Vform−Vi´となる。Vi´は、0V(グラウンド電位)よりも高く、かつVformよりも低い。具体的には、Viは例えば1.0Vである。この場合、プレート線PL2とワード線WLの間の電圧は、Vformよりも低いものになっている。言い換えると、ワード線WL2以外のワード線WLの電位Vi´によって、プレート線PL2とワード線WLの間の電圧が緩和されている。これにより、詳細を後述するように、トランジスタTR1では、ゲート−ドレイン間の耐圧を低いものにすることができる。   Furthermore, in the example shown in the figure, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2, the voltage between the plate line PL2 and the word line WL is the potential of the plate line PL2. It is the difference between (Vform) and the potential (Vi ′) of the word line WL, and becomes Vform−Vi ′. Vi 'is higher than 0 V (ground potential) and lower than Vform. Specifically, Vi is, for example, 1.0V. In this case, the voltage between the plate line PL2 and the word line WL is lower than Vform. In other words, the voltage Vi between the plate line PL2 and the word line WL is relaxed by the potential Vi 'of the word line WL other than the word line WL2. Thereby, as described in detail later, in the transistor TR1, the breakdown voltage between the gate and the drain can be reduced.

さらに、本図に示す例において、ビット線BL2以外のビット線BLに接続する各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオン状態にならないようになっている。具体的には、Vi´がVi+Vthより小さいものになっている。(Vi´<Vi+Vth)。なお、Vthは、トランジスタTR1の閾値電圧である。上記した各メモリセルMCでは、Vi´がVi+Vthより小さい場合、ビット線BL(ソース(S))に対するワード線WL(ゲート電極(G))の電位がVthよりも小さいものになる。これにより、上記した各メモリセルMCにおいて、トランジスタTR1がオン状態にならないようになっている。   Further, in the example shown in the drawing, the transistor TR1 is not turned on in each memory cell MC connected to the bit line BL other than the bit line BL2. Specifically, Vi ′ is smaller than Vi + Vth. (Vi '<Vi + Vth). Vth is the threshold voltage of the transistor TR1. In each memory cell MC described above, when Vi ′ is smaller than Vi + Vth, the potential of the word line WL (gate electrode (G)) with respect to the bit line BL (source (S)) becomes smaller than Vth. As a result, in each of the memory cells MC described above, the transistor TR1 is not turned on.

さらに、本図に示す例において、プレート線PL及びビット線BLのいずれもが選択メモリセルMC22と異なる各メモリセルMCでは、プレート線PLとビット線BLの間の電圧は、プレート線PLの電位(Vi)とビット線BLの電位(Vi)の差であり、0Vとなる。この場合、上記したメモリセルMCでは、ドレイン(D)とソース(S)の間の電圧が0Vとなる。これにより、上記した各メモリセルMCにおいて、トランジスタTR1に電流が流れることが防止される。   Furthermore, in each memory cell MC in which both the plate line PL and the bit line BL are different from the selected memory cell MC22 in the example shown in the figure, the voltage between the plate line PL and the bit line BL is the potential of the plate line PL. The difference between (Vi) and the potential (Vi) of the bit line BL is 0 V. In this case, in the memory cell MC described above, the voltage between the drain (D) and the source (S) is 0V. As a result, in each of the memory cells MC described above, the flow of current to the transistor TR1 is prevented.

なお、ビット線BL2の電位の必要条件は、他のライン(例えば、ワード線WL及びプレート線PL)の基準電位になることである。このため、ビット線BL2の電位は、0V(グラウンド電位)に限定されるものではない。   Note that the necessary condition of the potential of the bit line BL2 is to be the reference potential of another line (for example, the word line WL and the plate line PL). Therefore, the potential of the bit line BL2 is not limited to 0 V (ground potential).

図7は、トランジスタTR1の耐圧を説明するための図である。本図に示す例において、トランジスタTR1は、メモリセルMCを構成している。そしてプレート線PLの電位はVformであり、ビット線BLの電位は+Viであり、ワード線WLの電位は+Vi´である。言い換えると、本図に示すメモリセルMCは、図6においてプレート線PL2に接続している複数のメモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)のいずれかに相当する。   FIG. 7 is a diagram for explaining the withstand voltage of the transistor TR1. In the example shown in the figure, the transistor TR1 constitutes a memory cell MC. The potential of the plate line PL is Vform, the potential of the bit line BL is + Vi, and the potential of the word line WL is + Vi ′. In other words, the memory cell MC shown in the figure corresponds to any of the plurality of memory cells MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2 in FIG.

本図に示すように、プレート線PLとビット線BLの間の電圧Vform−Viは、可変抵抗素子VRの電圧Vrとドレイン−ソース間の電圧Vdsに分圧される。言い換えると、ドレイン−ソース間の電圧Vdsはプレート線PLとビット線BLの間の電圧よりも可変抵抗素子VRの電圧Vrだけ低下する。メモリセルに電流Icが流れている場合、電圧Vrは可変抵抗素子VRの抵抗値RとIcの積である。また、ゲート−ドレイン間の電圧Vgdはプレート線PLとワード線WLの間の電圧Vform−Vi´から可変抵抗素子VRの電圧Vrだけ低下した電圧となる。   As shown in the drawing, the voltage Vform-Vi between the plate line PL and the bit line BL is divided into the voltage Vr of the variable resistive element VR and the voltage Vds between the drain and the source. In other words, the voltage Vds between the drain and the source is lower than the voltage between the plate line PL and the bit line BL by the voltage Vr of the variable resistive element VR. When the current Ic flows in the memory cell, the voltage Vr is a product of the resistance value R of the variable resistive element VR and Ic. Further, the voltage Vgd between the gate and the drain is a voltage obtained by reducing the voltage Vr of the variable resistive element VR from the voltage Vform-Vi 'between the plate line PL and the word line WL.

上記したように、可変抵抗素子VRは、フォーミング後、抵抗が低下する。このため、可変抵抗素子VRのフォーミング後、ドレイン−ソース間の電圧Vds(分圧)がプレート線PLとビット線BLの間の電圧Vform−Viに対して占める割合が増加する。同様に、ゲート−ドレイン間の電圧Vgd(分圧)がプレート線PLとワード線WLの間の電圧Vform−Vi´に対して占める割合が増加する。トランジスタTR1がオフ状態にある場合はセルには電流が流れない、すなわちIc≒0であるため、Vr≒0であり、Vform−Vi(プレート線PLとビット線BLの間の電圧)のほぼすべてがドレイン−ソース間に(Vds≒Vform−Vi)、Vform−Vi´(プレート線PLとワード線WLの間の電圧)のほぼすべてがゲート−ドレイン間に(Vgd≒Vform−Vi´)印加された状態となる。   As described above, the resistance of the variable resistive element VR decreases after forming. Therefore, after forming of the variable resistive element VR, the ratio of the drain-source voltage Vds (voltage division) to the voltage Vform-Vi between the plate line PL and the bit line BL increases. Similarly, the ratio of the gate-drain voltage Vgd (partial voltage) to the voltage Vform-Vi 'between the plate line PL and the word line WL increases. When the transistor TR1 is in the off state, no current flows in the cell, that is, Ic ≒ 0, so Vr ≒ 0 and almost all of Vform−Vi (voltage between the plate line PL and the bit line BL). Is substantially applied between the gate and drain (Vgd.apprxeq.Vform-Vi ') between the drain and source (Vds.apprxeq.Vform-Vi) and Vform-Vi' (voltage between the plate line PL and the word line WL). It will be

本図に示す例では、ドレイン−ソース間の耐圧をVformよりも低くすることができる。言い換えると、本図に示す例では、可変抵抗素子VRのフォーミング後にトランジスタTR1がオフである状態でプレート線PLとビット線BLの間の電圧がVformとなった場合、トランジスタTR1は、ドレイン−ソース間でブレークダウンしてもよい。   In the example shown in the drawing, the withstand voltage between the drain and the source can be made lower than Vform. In other words, in the example shown in the figure, when the voltage between the plate line PL and the bit line BL becomes Vform in a state where the transistor TR1 is turned off after the forming of the variable resistive element VR, the transistor TR1 becomes drain-source You may break down between the two.

詳細には、図6における選択メモリセルMC22ではプレート線PLとビット線BLの間の電圧がVformであり、トランジスタはオン状態である。フォーミング前の状態では可変抵抗素子VRの抵抗はオン状態のトランジスタの抵抗よりも非常に大きく、Vformはほぼ全て可変抵抗素子VRにかかり、ドレイン−ソース間電圧Vdsは小さい。フォーミング後はドレイン−ソース間の電圧Vdsがプレート線PLとビット線BLの間の電圧Vformに対して占める割合が増加するが、メモリセルに電流が流れ、ドレイン−ソース間電圧VdsはVformからVrだけ低下した値となる。また、図6においてプレート線PL2に接続している複数のメモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、トランジスタはオフ状態であり、ドレイン−ソース間電圧Vdsはプレート線PLとビット線BLの間の電圧Vform−Viとほぼ等しい。よって、いずれの状況でもドレイン−ソース間電圧VdsはVformよりも低い値となる。これより、ドレイン−ソース間の耐圧は、Vformよりも低くすることができる。   Specifically, in the selected memory cell MC22 in FIG. 6, the voltage between the plate line PL and the bit line BL is Vform, and the transistor is in the on state. In the state before forming, the resistance of the variable resistance element VR is much larger than the resistance of the transistor in the on state, Vform almost entirely applies to the variable resistance element VR, and the drain-source voltage Vds is small. After forming, the ratio of the drain-source voltage Vds to the voltage Vform between the plate line PL and the bit line BL increases, but current flows in the memory cell, and the drain-source voltage Vds is Vform to Vr The value is only lowered. Further, in the plurality of memory cells MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2 in FIG. 6, the transistors are in the off state, and the drain-source voltage Vds is the plate line PL and the bit line BL. Is approximately equal to the voltage Vform-Vi between them. Therefore, the drain-source voltage Vds becomes lower than Vform in any situation. From this, the withstand voltage between the drain and the source can be lower than Vform.

さらに本図に示す例では、ゲート−ドレイン間の耐圧をVformよりも低くすることができる。言い換えると、本図に示す例では、可変抵抗素子VRのフォーミング後にプレート線PLとワード線WLの間の電圧がVformとなった場合、トランジスタTR1は、ゲート−ドレイン間でブレークダウンしてもよい。   Furthermore, in the example shown in the figure, the withstand voltage between the gate and the drain can be made lower than Vform. In other words, in the example shown in the figure, when the voltage between the plate line PL and the word line WL becomes Vform after the forming of the variable resistive element VR, the transistor TR1 may break down between the gate and the drain. .

詳細には、図6における選択メモリセルMC22ではプレート線PLとワード線WLの間の電圧がVform−Vgfであり、フォーミング前、後の状態を問わず、トランジスタのゲート−ドレイン間電圧VgdはVformよりも小さい。また、図6においてプレート線PL2に接続している複数のメモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、トランジスタはオフ状態であり、ゲート−ドレイン間電圧Vgdはプレート線PLとワード線WLの間の電圧Vform−Vi´とほぼ等しく、Vformより小さな値である。これより、ゲート−ドレイン間の耐圧は、Vformよりも低くすることができる。   Specifically, in the selected memory cell MC22 in FIG. 6, the voltage between the plate line PL and the word line WL is Vform-Vgf, and regardless of the state before and after forming, the gate-drain voltage Vgd of the transistor is Vform. Less than. Further, in the plurality of memory cells MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2 in FIG. 6, the transistors are in the off state, and the gate-drain voltage Vgd is the plate line PL and the word line WL. Between the voltage Vform and the voltage Vform-Vi '. From this, the withstand voltage between the gate and the drain can be lower than Vform.

図8は、本実施形態に係るフォーミング方法での電圧制御の一例を示す図である。本図に示す例では、図6に示した選択メモリセルMC22の可変抵抗素子VRがフォーミングされる。本図(a)は、選択メモリセルMC22に接続する選択ライン(プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2)の電圧状態及びプレート線PL2の電流状態を示している。本図(b)は、非選択ライン(プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2とそれぞれ異なるプレート線PL、ビット線BL、及びワード線WL)の電圧状態を示している。   FIG. 8 is a diagram showing an example of voltage control in the forming method according to the present embodiment. In the example shown in the figure, the variable resistive element VR of the selected memory cell MC22 shown in FIG. 6 is formed. FIG. 6A shows the voltage state of the selection line (plate line PL2, bit line BL2, and word line WL2) connected to the selected memory cell MC22 and the current state of the plate line PL2. This figure (b) has shown the voltage state of the non-selection line (Plate line PL2, bit line BL2, and plate line PL, bit line BL, and word line WL different from word line WL2, respectively).

まず、本図(a)の初期ステップ及び本図(b)の初期ステップに示すように、すべてのプレート線PLの電位を0VからViに昇圧し、すべてのビット線BLの電位を0VからViに昇圧する。次いで、すべてのワード線WLの電位を0VからVi´に昇圧する。   First, as shown in the initial step of the figure (a) and the initial step of the figure (b), the potentials of all the plate lines PL are boosted from 0 V to Vi, and the potentials of all the bit lines BL are 0 V to Vi. Boost to Then, the potentials of all the word lines WL are boosted from 0 V to Vi ′.

次いで、本図(a)のフォーミングステップに示すように、ワード線WL2の電位をVi´から0Vに降圧する。次いで、プレート線PL2の電位をViからフォーミング電圧Vformに昇圧し、ビット線BLの電位をViから0Vに降圧し、ワード線WL2の電位を0VからVgfに昇圧する。この場合、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧がVformとなる。これにより、可変抵抗素子VR(図6)がフォーミングされる。この場合、可変抵抗素子VRは抵抗が低下する。この場合、本図(a)の電流状態に示すように、プレート線PL2に電流が流れる。   Next, as shown in the forming step of FIG. 6A, the potential of the word line WL2 is lowered from Vi ′ to 0V. Then, the potential of the plate line PL2 is boosted from Vi to the forming voltage Vform, the potential of the bit line BL is stepped down from Vi to 0 V, and the potential of the word line WL2 is boosted from 0 V to Vgf. In this case, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL is Vform. Thereby, the variable resistive element VR (FIG. 6) is formed. In this case, the variable resistive element VR has a reduced resistance. In this case, a current flows through the plate line PL2 as shown in the current state of FIG.

本図(b)のフォーミングステップに示すように、フォーミングの間、非選択ライン(プレート線PL、ビット線BL、及びワード線WL)の電位は初期ステップの状態のままである。具体的には、プレート線PLの電位はViのままである。ビット線BLの電位はViのままである。ワード線WLの電位はVi´のままである。   As shown in the forming step of FIG. 7B, during forming, the potentials of the non-selected lines (plate line PL, bit line BL, and word line WL) remain in the state of the initial step. Specifically, the potential of the plate line PL remains at Vi. The potential of the bit line BL remains at Vi. The potential of the word line WL remains at Vi ′.

上記した場合、プレート線PL2に接続する各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では(図6)、プレート線PL2(電位Vform)とビット線BL(電位Vi)の間の電圧がVform−Viとなる。これにより、上記したように、トランジスタTR1では、ドレイン−ソース間の耐圧を小さいものにすることができる。   In the above case, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2 (FIG. 6), the voltage between the plate line PL2 (potential Vform) and the bit line BL (potential Vi) is Vform. -It becomes Vi. Thereby, as described above, in the transistor TR1, the withstand voltage between the drain and the source can be made small.

さらに、上記した場合、プレート線PL2に接続する各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では(図6)、プレート線PL2(電位Vform)とワード線WL(電位Vi´)の間の電圧がVform−Vi´となる。これにより、上記したように、トランジスタTR1では、ゲート−ドレイン間の耐圧を小さいものにすることができる。   Furthermore, in the case described above, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2 (FIG. 6), it is between the plate line PL2 (potential Vform) and the word line WL (potential Vi '). The voltage is Vform-Vi '. Thus, as described above, in the transistor TR1, the breakdown voltage between the gate and the drain can be reduced.

さらに、上記した場合、プレート線PL及びビット線BLのいずれもが選択メモリセルMC22と異なるメモリセルMCでは(図6)、プレート線PL(電位Vi)とビット線BL(電位Vi)の間の電圧が0Vとなる。この場合、上記したメモリセルMCでは、ドレイン(D)とソース(S)の間の電圧が0Vとなる。これにより、上記したメモリセルMCにおいて、トランジスタTR1に電流が流れることが防止される。   Furthermore, in the case described above, in memory cell MC in which both plate line PL and bit line BL are different from selected memory cell MC22 (FIG. 6), between plate line PL (potential Vi) and bit line BL (potential Vi). The voltage is 0V. In this case, in the memory cell MC described above, the voltage between the drain (D) and the source (S) is 0V. As a result, in the memory cell MC described above, the flow of current to the transistor TR1 is prevented.

次いで、本図(a)の終了ステップに示すように、プレート線PL2の電位をフォーミング電圧VformからViに降圧し、ビット線BLの電位を0VからViに昇圧し、ワード線WLの電位をVgfから0Vに降圧する。次いで、ワード線WLの電位を0VからVi´に昇圧する。   Next, as shown in the end step of this figure (a), the potential of the plate line PL2 is stepped down from the forming voltage Vform to Vi, the potential of the bit line BL is boosted from 0 V to Vi, and the potential of the word line WL is Vgf. Step down to 0V. Then, the potential of the word line WL is boosted from 0 V to Vi ′.

上記した工程を選択メモリセルMC22以外のメモリセルMCにも同様に適用する。このようにしてメモリセルアレイMCA(図6)に含まれるすべてのメモリセルMCにおいて、可変抵抗素子VRがフォーミングされる。   The above-described steps are similarly applied to the memory cells MC other than the selected memory cell MC22. In this manner, variable resistive element VR is formed in all memory cells MC included in memory cell array MCA (FIG. 6).

なお、本図(a)に示すフォーミングステップにおいて、プレート線PL2の電位がフォーミング電圧Vformであり、かつワード線WL2の電位が0Vである場合、プレート線PL2とワード線WL2の間の電圧はVformとなる。ゲート−ドレイン間の耐圧の観点(例えば、図7)から、プレート線PL2とワード線WL2の間の電圧がVformとなることは好ましくない。このため、フォーミングステップにおいて、プレート線PL2の昇圧(0VからVformへの昇圧)及びワード線WL2の昇圧(0VからVgfへの昇圧)は同時に実施することが好ましい。あるいは、ワード線WL2の昇圧がプレート線PL2の昇圧よりも遅れる場合は、プレート線PL2の昇圧のタイミングとワード線WL2の昇圧のタイミングの間隔をできる限り短くすることが好ましい。   When the potential of the plate line PL2 is the forming voltage Vform and the potential of the word line WL2 is 0 V in the forming step shown in FIG. 6A, the voltage between the plate line PL2 and the word line WL2 is Vform. It becomes. From the viewpoint of the withstand voltage between the gate and the drain (for example, FIG. 7), it is not preferable that the voltage between the plate line PL2 and the word line WL2 becomes Vform. Therefore, in the forming step, it is preferable to simultaneously boost the plate line PL2 (from 0 V to Vform) and boost the word line WL2 (from 0 V to Vgf). Alternatively, when the boosting of the word line WL2 is later than the boosting of the plate line PL2, it is preferable to shorten the interval between the boosting timing of the plate line PL2 and the boosting timing of the word line WL2 as much as possible.

さらに、本図(a)に示す終了ステップにおいて、プレート線PL2の電位がフォーミング電圧Vformであり、かつワード線WL2の電位が0Vである場合、プレート線PL2とワード線WL2の間の電圧はVformとなる。ゲート−ドレイン間の耐圧の観点(例えば、図7)から、プレート線PL2とワード線WL2の間の電圧がVformとなることは好ましくない。このため、終了ステップにおいて、プレート線PL2の降圧(VformからViへの降圧)及びワード線WL2の降圧(Vgfから0Vへの降圧)は同時に実施することが好ましい。あるいは、ワード線WL2の降圧がプレート線PL2の降圧よりも早い場合は、プレート線PL2の降圧のタイミングとワード線WL2の降圧のタイミングの間隔をできる限り短くすることが好ましい。   Furthermore, when the potential of the plate line PL2 is the forming voltage Vform and the potential of the word line WL2 is 0 V in the end step shown in FIG. 6A, the voltage between the plate line PL2 and the word line WL2 is Vform. It becomes. From the viewpoint of the withstand voltage between the gate and the drain (for example, FIG. 7), it is not preferable that the voltage between the plate line PL2 and the word line WL2 becomes Vform. Therefore, in the end step, preferably, the step-down of the plate line PL2 (step-down from Vform to Vi) and the step-down of the word line WL2 (step-down from Vgf to 0 V) are performed simultaneously. Alternatively, when the step-down of word line WL2 is earlier than the step-down of plate line PL2, it is preferable to shorten the interval between the step-down of plate line PL2 and the timing of step-down of word line WL2 as much as possible.

図9は、図8の第1の変形例を示す図である。本図(a)のフォーミングステップに示すように、ワード線WL2をVi´からVgfに直接昇圧してもよい。本図(a)に示す例では、ワード線WL2の昇圧(Vi´からVgfへの昇圧)は、プレート線PL2の昇圧(ViからVformへの昇圧)よりも先に実施される。   FIG. 9 is a view showing a first modified example of FIG. As shown in the forming step of FIG. 5A, the word line WL2 may be directly boosted from Vi ′ to Vgf. In the example shown in FIG. 6A, boosting of the word line WL2 (boosting from Vi 'to Vgf) is performed prior to boosting of the plate line PL2 (boosting from Vi to Vform).

さらに本図(a)の終了ステップに示すように、ワード線WL2をVgfからVi´に直接降圧してもよい。本図(a)に示す例では、ワード線WL2の降圧(VgfからVi´への降圧)は、プレート線PL2の降圧(VformからViへの降圧)よりも後に実施される。   Furthermore, as shown in the end step of the figure (a), the word line WL2 may be directly stepped down from Vgf to Vi '. In the example shown in FIG. 6A, the step-down (step-down from Vgf to Vi ′) of the word line WL2 is performed after the step-down (step-down from Vform to Vi) of the plate line PL2.

図10は、図8の第2の変形例を示す図である。本図(a)のフォーミングステップに示すように、可変抵抗素子VRの抵抗の低下を検知した場合(プレート線PL2の電流が基準値以上であることを検知した場合)、ビット線BL2の電位及びワード線WL2の電位を昇圧してもよい。これにより、フォーミングステップにおいて選択メモリセルMC22(図6)のトランジスタTR1がドレイン−ソース間及びゲート−ドレイン間で受ける電圧ストレスを低減することができる。   FIG. 10 is a diagram showing a second modification of FIG. As shown in the forming step of FIG. 6A, when a decrease in the resistance of variable resistance element VR is detected (when it is detected that the current of plate line PL2 is equal to or higher than a reference value), the potential of bit line BL2 and The potential of the word line WL2 may be boosted. As a result, it is possible to reduce the voltage stress that the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 (FIG. 6) receives in the forming step between the drain and the source and between the gate and the drain.

詳細には、本図(a)のフォーミングステップに示すように、プレート線PL2及びビット線BL2の間の電圧は、プレート線PL2に電流が流れる前、Vformである。さらに、プレート線PL2及びワード線WL2の間の電圧は、プレート線PL2に電流が流れる前、Vform−Vgfである。この場合、プレート線PL2の電流が基準値以上となった後(すなわち、可変抵抗素子VR(図6)抵抗が低下した後)もプレート線PL2及びビット線BL2の電圧がフォーミング電圧Vformのままであると、トランジスタTR1(図6)は、ドレイン−ソース間に大きな電圧ストレスを受けることになる。同様に、プレート線PL2に電流が流れた後もプレート線PL2及びワード線WL2の電圧がVform−Vgfのままであると、トランジスタTR1(図6)は、ゲート−ドレイン間に大きな電圧ストレスを受けることになる。   Specifically, as shown in the forming step of FIG. 5A, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL2 is Vform before current flows in the plate line PL2. Furthermore, the voltage between the plate line PL2 and the word line WL2 is Vform-Vgf before current flows through the plate line PL2. In this case, even after the current of the plate line PL2 becomes equal to or higher than the reference value (that is, after the resistance of the variable resistive element VR (FIG. 6) decreases), the voltages of the plate line PL2 and the bit line BL2 remain at the forming voltage Vform. If so, transistor TR1 (FIG. 6) will be subject to significant voltage stress between drain and source. Similarly, if the voltage of the plate line PL2 and the word line WL2 remains Vform-Vgf even after the current flows through the plate line PL2, the transistor TR1 (FIG. 6) receives a large voltage stress between the gate and the drain. It will be.

本図に示す例では、プレート線PL2の電流が基準値以上となった後にビット線BL2の電位及びワード線WL2の電位を昇圧することで、上記した電圧ストレスを緩和している。具体的には、本図に示す例では、ビット線BL2を1V昇圧し、ワード線WL2を1V昇圧している。ただし、ビット線BL2の昇圧電圧及びプレート線PL2の昇圧電圧は、本図に示す例(+1V)に限定されるものではない。   In the example shown in the drawing, the voltage stress is alleviated by boosting the potential of the bit line BL2 and the potential of the word line WL2 after the current of the plate line PL2 becomes equal to or higher than the reference value. Specifically, in the example shown in the figure, the bit line BL2 is boosted by 1 V and the word line WL2 is boosted by 1 V. However, the boosted voltage of the bit line BL2 and the boosted voltage of the plate line PL2 are not limited to the example (+1 V) shown in this figure.

図11は、図8の第3の変形例を示す図である。本図(a)のフォーミングステップに示すように、可変抵抗素子VRの抵抗の低下を検知した場合(プレート線PL2の電流が基準値以上であることを検知した場合)、プレート線PL2の電位を降圧してもよい。これにより、フォーミングステップにおいて選択メモリセルMC22(図6)のトランジスタTR1がドレイン−ソース間及びゲート−ドレイン間で受ける電圧ストレスを低減することができる。   FIG. 11 is a view showing a third modification of FIG. As shown in the forming step of this figure (a), when the decrease in the resistance of the variable resistive element VR is detected (when it is detected that the current of the plate line PL2 is equal to or more than the reference value), the potential of the plate line PL2 is You may step down. As a result, it is possible to reduce the voltage stress that the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 (FIG. 6) receives in the forming step between the drain and the source and between the gate and the drain.

本図に示す例では、プレート線PL2の電流が基準値以上となった後にプレート線PL2の電位を降圧することで、図10を用いて説明した電圧ストレスを緩和している。具体的には、本図に示す例では、プレート線PL2を1V降圧している。ただし、プレート線PL2の降圧電圧は、本図に示す例(−1V)に限定されるものではない。   In the example shown in the drawing, the voltage stress described with reference to FIG. 10 is alleviated by decreasing the potential of the plate line PL2 after the current of the plate line PL2 becomes equal to or higher than the reference value. Specifically, in the example shown in the drawing, the plate line PL2 is stepped down by 1 V. However, the step-down voltage of the plate line PL2 is not limited to the example (-1 V) shown in the figure.

図12は、本実施形態に係る第1の書き込み方法を説明するための図であり、図2に対応する。本図に示す例では、選択メモリセルMC22(破線で囲まれたメモリセルMC)の可変抵抗素子VRを高抵抗状態から低抵抗状態に遷移させている。選択メモリセルMC22は、プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2に接続している。さらに本図に示す例では、いずれのメモリセルMCも、可変抵抗素子VRがフォーミングされている。   FIG. 12 is a diagram for explaining a first writing method according to the present embodiment, and corresponds to FIG. In the example shown in the figure, the variable resistive element VR of the selected memory cell MC22 (the memory cell MC surrounded by a broken line) is shifted from the high resistance state to the low resistance state. The selected memory cell MC22 is connected to the plate line PL2, the bit line BL2, and the word line WL2. Further, in the example shown in the drawing, the variable resistive element VR is formed in each of the memory cells MC.

本図に示すように、プレート線PL2の電位は、電圧Vonとなっている。これに対してその他のプレート線PLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。ビット線BL2の電位は、0V(グラウンド電位)となっている。同様にその他のビット線BLの電位も、0V(グラウンド電位)となっている。ワード線WL2の電位は、+Vgonとなっている。これに対してその他のワード線WLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。   As shown in the drawing, the potential of the plate line PL2 is a voltage Von. On the other hand, the potentials of the other plate lines PL are 0 V (ground potential). The potential of the bit line BL2 is 0 V (ground potential). Similarly, the potentials of the other bit lines BL are also 0 V (ground potential). The potential of the word line WL2 is + Vgon. On the other hand, the potentials of the other word lines WL are 0 V (ground potential).

選択メモリセルMC22では、トランジスタTR1がオン状態になっている。言い換えると、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)の電圧Vgonは、選択メモリセルMC22のトランジスタTR1がオン状態になる電圧である。具体的には、Vgonは例えば1.2Vである。これに対して、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)以外のワード線WLに接続する各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオフ状態になっている。   In the selected memory cell MC22, the transistor TR1 is in the on state. In other words, the voltage Vgon of the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22) is a voltage at which the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 is turned on. Specifically, Vgon is, for example, 1.2V. On the other hand, in each memory cell MC connected to the word line WL other than the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22), the transistor TR1 is in the OFF state.

選択メモリセルMC22では、プレート線PL2とビット線BL2の間の電圧は、プレート線PL2の電位(Von)とビット線BL2の電位(0V(グラウンド電位))の差であり、Vonとなる。Vonは、例えばおおよそ2.5Vであり、上記したフォーミング電圧Vform(例えば、図6)よりは低い。ビット線BL2に対するプレート線PL2の電位が+Vonになることにより、可変抵抗素子VRは高抵抗状態(例えば、100kΩより上)から低抵抗状態(例えば、おおよそ10kΩ)に遷移する。   In the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL2 is the difference between the potential (Von) of the plate line PL2 and the potential (0 V (ground potential)) of the bit line BL2, which is Von. Von is, for example, approximately 2.5 V, which is lower than the above-described forming voltage Vform (for example, FIG. 6). When the potential of the plate line PL2 with respect to the bit line BL2 becomes + Von, the variable resistive element VR transitions from the high resistance state (for example, above 100 kΩ) to the low resistance state (for example, approximately 10 kΩ).

本図に示す例において、プレート線PL2に接続する各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、トランジスタTR1は、ドレイン−ソース間の電圧VdsがVonである場合にブレークダウンしないようになっている。これにより、ディスターブ(選択されていないメモリセルMCで可変抵抗素子VRが高抵抗状態から低抵抗状態に遷移すること)を抑制することができる。   In the example shown in the figure, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2, the transistor TR1 is not broken down when the drain-source voltage Vds is Von. It has become. Thereby, it is possible to suppress disturbance (transition of variable resistive element VR from the high resistance state to the low resistance state in the non-selected memory cell MC).

詳細には、本図に示す例において、上記した各メモリセルMCでは、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧は、プレート線PL2の電位(Von)とビット線BLの電位(0V(グラウンド電位))の差であり、Vonとなる。そして上記した各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオフ状態である。この場合、ドレイン−ソース間の電圧Vds≒Vonとなる。そして上記した各メモリセルMCでは、ドレイン−ソース間の耐圧がVonよりも大きい。この場合、上記したメモリセルMCでトランジスタTR1がドレイン−ソース間でブレークダウンすることが防止される。   More specifically, in each memory cell MC described above in the example shown in the figure, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL is the potential (Von) of the plate line PL2 and the potential (0 V (ground) of the bit line BL. It is the difference of potential)) and becomes Von. In each of the memory cells MC described above, the transistor TR1 is in the off state. In this case, the drain-source voltage Vds ≒ Von. In each memory cell MC described above, the withstand voltage between the drain and the source is larger than Von. In this case, breakdown of the transistor TR1 between drain and source in the memory cell MC described above is prevented.

図13は、本実施形態に係る第2の書き込み方法を説明するための図であり、図2に対応する。本図に示す例では、選択メモリセルMC22(破線で囲まれたメモリセルMC)の可変抵抗素子VRを低抵抗状態から高抵抗状態に遷移させている。選択メモリセルMC22は、プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2に接続している。さらに本図に示す例では、いずれのメモリセルMCも、可変抵抗素子VRがフォーミングされている。   FIG. 13 is a diagram for explaining a second writing method according to the present embodiment, and corresponds to FIG. In the example shown in the figure, the variable resistive element VR of the selected memory cell MC22 (the memory cell MC surrounded by a broken line) is shifted from the low resistance state to the high resistance state. The selected memory cell MC22 is connected to the plate line PL2, the bit line BL2, and the word line WL2. Further, in the example shown in the drawing, the variable resistive element VR is formed in each of the memory cells MC.

本図に示すように、プレート線PL2の電位は、0V(グラウンド電位)となっている。これに対してその他のプレート線PLの電位は、Voffとなっている。ビット線BL2の電位は、Voffとなっている。これに対してその他のビット線BLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。ワード線WL2の電位は、+Vgoffとなっている。これに対してその他のワード線WLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。   As shown in the drawing, the potential of the plate line PL2 is 0 V (ground potential). On the other hand, the potentials of the other plate lines PL are Voff. The potential of the bit line BL2 is Voff. On the other hand, the potentials of the other bit lines BL are 0 V (ground potential). The potential of the word line WL2 is + Vgoff. On the other hand, the potentials of the other word lines WL are 0 V (ground potential).

選択メモリセルMC22では、トランジスタTR1がオン状態になっている。言い換えると、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)の電圧Vgoffは、選択メモリセルMC22のトランジスタTR1がオン状態になる電圧である。具体的には、Vgoffは例えば2.5Vである。これに対して、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)以外のワード線WLに接続する各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオフ状態になっている。   In the selected memory cell MC22, the transistor TR1 is in the on state. In other words, the voltage Vgoff of the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22) is a voltage at which the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 is turned on. Specifically, Vgoff is 2.5 V, for example. On the other hand, in each memory cell MC connected to the word line WL other than the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22), the transistor TR1 is in the OFF state.

なお、Vgoffは、上記したVgon(図12)よりも高い。これは、トランジスタがドレインが低電位、ソースが高電位となる極性で動作しており、ゲート−ドレイン間の電圧が実効的なゲート電圧となるが、可変抵抗素子VRが低抵抗状態から高抵抗状態に遷移する前の状態ではセルに電流が流れているためドレインの電位がVrだけ上昇しており、したがって実効的なゲート電圧はワード線WLに印加した電圧よりもVrだけ低下した値となるため、この分を補償するのにゲート電圧を高くする必要があるためである。   Vgoff is higher than Vgon (FIG. 12) described above. This is because the transistor operates with polarity such that the drain is low potential and the source is high potential, and the voltage between the gate and drain becomes an effective gate voltage, but the variable resistance element VR is changed from the low resistance state to the high resistance In the state before the transition to the state, since the current flows in the cell, the potential of the drain is increased by Vr, so that the effective gate voltage is a value lower than the voltage applied to the word line WL by Vr. Therefore, it is necessary to increase the gate voltage to compensate for this amount.

選択メモリセルMC22では、プレート線PL2とビット線BL2の間の電圧は、プレート線PL2の電位(Voff)とビット線BL2の電位(0V(グラウンド電位))の差であり、Voffとなる。Voffは、例えばおおよそ2.5Vであり、上記したフォーミング電圧Vform(例えば、図6)よりは低い。ビット線BL2に対するプレート線PL2の電位が−Voffになることにより、可変抵抗素子VRは低抵抗状態(例えば、おおよそ10kΩ)から高抵抗状態(例えば、100kΩより上)に遷移する。   In the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL2 is the difference between the potential (Voff) of the plate line PL2 and the potential (0 V (ground potential)) of the bit line BL2, which is Voff. Voff is, for example, approximately 2.5 V, which is lower than the above-described forming voltage Vform (for example, FIG. 6). When the potential of the plate line PL2 with respect to the bit line BL2 becomes -Voff, the variable resistive element VR transitions from the low resistance state (for example, approximately 10 kΩ) to the high resistance state (for example, above 100 kΩ).

本図に示す例において、ワード線WL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、ドレイン−ソース間に電流が流れることが防止されている。具体的には、上記した各メモリセルMCでは、ワード線WL2の電位がVgoffとなっている。この場合、上記した各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオン状態になる。一方で、上記した各メモリセルMCでは、プレート線PLとビット線BL2の間の電圧は、プレート線PLの電位(Voff)とビット線BL2の電位(Voff)の差であり、0Vとなる。このため、上記した各メモリセルMCでは、ドレイン−ソース間に電流が流れることが防止されている。これにより、ディスターブ(選択されていないメモリセルMCで可変抵抗素子VRが低抵抗状態から高抵抗状態に遷移すること)が抑制される。   In the example shown in the figure, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the word line WL2, the flow of current between the drain and the source is prevented. Specifically, in each memory cell MC described above, the potential of the word line WL2 is Vgoff. In this case, in each of the memory cells MC described above, the transistor TR1 is turned on. On the other hand, in each of the memory cells MC described above, the voltage between the plate line PL and the bit line BL2 is a difference between the potential (Voff) of the plate line PL and the potential (Voff) of the bit line BL2, and becomes 0V. Therefore, in each of the memory cells MC described above, the flow of current between the drain and the source is prevented. Thereby, disturb (transition of variable resistive element VR from the low resistance state to the high resistance state in the non-selected memory cell MC) is suppressed.

さらに、本図に示す例において、プレート線PL及びビット線BLのいずれもが選択メモリセルMC22と異なる各メモリセルMCでは、トランジスタTR1は、プレート線PLとビット線BLの間の電圧がVoffである場合にドレイン−ソース間でブレークダウンしないようになっている。   Furthermore, in the example shown in the figure, in each memory cell MC in which both the plate line PL and the bit line BL are different from the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL and the bit line BL is Voff. In some cases, there is no breakdown between drain and source.

詳細には、本図に示す例において、上記した各メモリセルMCでは、プレート線PLとビット線BLの間の電圧は、プレート線PLの電位(Voff)とビット線BLの電位(0V(グラウンド電位))の差であり、Voffとなる。そして上記した各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオフ状態である。この場合、ドレイン−ソース間の電圧VdsはほぼVoffとなる。ここで、もし、ドレイン−ソース間の耐圧がVoffよりも小さい場合を考える。このとき、上記したメモリセルMCでトランジスタTR1のブレークダウンが起こらないようにするためには、非選択のプレート線PLに印加する電圧をVoffよりも低い値にする必要がある。その場合、ワード線WL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、プレート線PLとビット線BLの間に0でない電圧が発生し、かつゲートにも高い電圧が印加されトランジスタがオンになった状態となる。すなわち選択されていないメモリセルMCの可変抵抗素子VRに低抵抗状態から高抵抗状態に遷移する方向の電圧がかかり、ディスターブが起こりうる。一方、上記した各メモリセルMCで、ドレイン−ソース間の耐圧がVoffよりも大きければ、非選択のプレート線PLにVoffを印加しても上記したメモリセルMCでトランジスタTR1がドレイン−ソース間でブレークダウンすることが防止されるため、ワード線WL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)の両端の電位差をゼロにすることができる。これにより、上記したディスターブが抑制される。   Specifically, in the example shown in the figure, in each memory cell MC described above, the voltage between the plate line PL and the bit line BL is the potential (Voff) of the plate line PL and the potential (0 V (ground) of the bit line BL. Potential difference), which is Voff. In each of the memory cells MC described above, the transistor TR1 is in the off state. In this case, the voltage Vds between the drain and the source is approximately Voff. Here, consider the case where the withstand voltage between the drain and the source is smaller than Voff. At this time, in order to prevent breakdown of the transistor TR1 in the memory cell MC described above, it is necessary to set the voltage applied to the non-selected plate line PL to a value lower than Voff. In that case, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the word line WL2, a non-zero voltage is generated between the plate line PL and the bit line BL, and a high voltage is also applied to the gate. In this state, the transistor is turned on. That is, a voltage in the direction of transition from the low resistance state to the high resistance state is applied to the variable resistive element VR of the memory cell MC which is not selected, and disturbance may occur. On the other hand, in each memory cell MC described above, if the withstand voltage between the drain and source is larger than Voff, even if Voff is applied to the non-selected plate line PL, the transistor TR1 in the memory cell MC described above is between the drain and source. Since the breakdown is prevented, the potential difference between both ends of each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the word line WL2 can be made zero. Thereby, the above-mentioned disturb is suppressed.

図14は、本実施形態に係る読み出し方法の第1例を説明するための図である。本図に示すメモリセルMCは、図2においてメモリセルアレイMCAに含まれるメモリセルMCのいずれかに相当する。   FIG. 14 is a diagram for describing a first example of the reading method according to the present embodiment. The memory cell MC shown in the figure corresponds to any one of the memory cells MC included in the memory cell array MCA in FIG.

本図に示すように、ワード線WLにVgrを印加し、プレート線PLにVreadを印加し、ビット線BLを接地する。この場合にプレート線PL又はビット線BLに流れる電流を検出する。これにより、可変抵抗素子VRが高抵抗状態であるか又は低抵抗状態であるかを判断する。なお、Vgrは、例えば、おおよそ2.0Vである。Vreadは、例えば、0.3V〜0.5Vである。   As shown in the figure, Vgr is applied to the word line WL, Vread is applied to the plate line PL, and the bit line BL is grounded. In this case, the current flowing to the plate line PL or bit line BL is detected. This determines whether the variable resistive element VR is in the high resistance state or in the low resistance state. Note that Vgr is approximately 2.0 V, for example. Vread is, for example, 0.3V to 0.5V.

図15は、本実施形態に係る読み出し方法の第2例を説明するための図である。本図に示すメモリセルMCは、図2においてメモリセルアレイMCAに含まれるメモリセルMCのいずれかに相当する。   FIG. 15 is a diagram for describing a second example of the reading method according to the present embodiment. The memory cell MC shown in the figure corresponds to any one of the memory cells MC included in the memory cell array MCA in FIG.

本図に示すように、ワード線WLにVgr´を印加し、ビット線BLにVread´を印加し、プレート線PLを接地する。この場合にプレート線PL又はビット線BLに流れる電流を検出する。これにより、可変抵抗素子VRが高抵抗状態であるか又は低抵抗状態であるかを判断する。なお、Vgr´は、例えば、おおよそ2.5Vである。Vread´は、例えば、0.3V〜0.5Vである。   As shown in the figure, Vgr 'is applied to the word line WL, Vread' is applied to the bit line BL, and the plate line PL is grounded. In this case, the current flowing to the plate line PL or bit line BL is detected. This determines whether the variable resistive element VR is in the high resistance state or in the low resistance state. In addition, Vgr 'is about 2.5 V, for example. Vread 'is, for example, 0.3V to 0.5V.

以上、本実施形態によれば、フォーミングがされるメモリセルMCと同一のプレート線PLに接続するメモリセルMC(非選択メモリセル)では、ビット線BLの電位がViとなっている。これにより、非選択メモリセルにおいて、プレート線PLとビット線BLの間の電圧を緩和することができる。さらに非選択メモリセルでは、ワード線WLの電位がVi´となっている。これにより、非選択メモリセルにおいて、プレート線PLとワード線WLの間の電圧を緩和することができる。そしてこの場合、トランジスタTR1に必要な耐圧を小さいものにすることができる。これにより、トランジスタTR1の面積を小さいものにすることができる。   As described above, according to the present embodiment, the potential of the bit line BL is Vi in the memory cell MC (non-selected memory cell) connected to the same plate line PL as the memory cell MC to be subjected to forming. Thereby, the voltage between plate line PL and bit line BL can be relaxed in the non-selected memory cell. Furthermore, in the non-selected memory cell, the potential of the word line WL is Vi ′. Thereby, in the non-selected memory cell, the voltage between plate line PL and word line WL can be relaxed. In this case, the breakdown voltage required for the transistor TR1 can be reduced. Thereby, the area of the transistor TR1 can be made small.

(第2の実施形態)
図16は、第2の実施形態に係るメモリセルアレイMCAの構成を示す回路図であり、第1の実施形態の図2に対応する。本実施形態に係るメモリセルアレイMCAは、以下の点を除いて、第1の実施形態に係るメモリセルアレイMCAと同様の構成である。
Second Embodiment
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell array MCA according to the second embodiment, which corresponds to FIG. 2 of the first embodiment. The memory cell array MCA according to the present embodiment has the same configuration as the memory cell array MCA according to the first embodiment except for the following points.

本図に示す例において、メモリセルアレイMCAは、n(正の整数)本のプレート線PL(プレート線PL1,PL2,PL3,・・・,PLn)を含み、かつm(正の整数)本のビット線BL(ビット線BL1,BL2,BL3,・・・,BLm)を含んでいる。各メモリセルMCは、複数のビット線BLのいずれか及び複数のプレート線PLのいずれかに電気的に接続している。この場合、ビット線BLとプレート線PLの組み合わせが各メモリセルMCにおいて異なっている。   In the example shown in the figure, memory cell array MCA includes n (positive integer) plate lines PL (plate lines PL1, PL2, PL3,..., PLn) and m (positive integer) Bit lines BL (bit lines BL1, BL2, BL3,..., BLm) are included. Each memory cell MC is electrically connected to any one of the plurality of bit lines BL and any one of the plurality of plate lines PL. In this case, the combination of the bit line BL and the plate line PL is different in each memory cell MC.

さらに本図に示す例において、メモリセルアレイMCAは、n本のワード線WL(ワード線WL1,WL2,WL3,・・・,WLn)を含んでいる。ワード線WLの本数はプレート線PLの本数と同じである。各ワード線WLは、同一のプレート線PLに接続している複数のメモリセルMCに設けられている。この場合、ワード線WLは、各メモリセルMCのゲート電極(G)に電気的に接続している。   Further, in the example shown in the figure, the memory cell array MCA includes n word lines WL (word lines WL1, WL2, WL3,..., WLn). The number of word lines WL is the same as the number of plate lines PL. Each word line WL is provided to a plurality of memory cells MC connected to the same plate line PL. In this case, the word line WL is electrically connected to the gate electrode (G) of each memory cell MC.

図17は、図16に示したメモリセルアレイMCAの構成の一例を示す平面図であり、第1の実施形態の図3に対応する。図18は、図17からビット線BL、プレート線PL、導体パターンCP、及びビアVA2を取り除いた図であり、第1の実施形態の図4に対応する。図19は、図17のA−A´断面図であり、第1の実施形態の図5に対応する。なお、メモリセルアレイMCAの平面レイアウトは、図17及び図18に示す例に限定されるものではない。同様に、メモリセルMCの断面構造は、図19に示す例に限定されるものではない。   FIG. 17 is a plan view showing an example of the configuration of the memory cell array MCA shown in FIG. 16, and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. FIG. 18 is a view of FIG. 17 from which the bit line BL, the plate line PL, the conductor pattern CP, and the via VA2 are removed, and corresponds to FIG. 4 of the first embodiment. FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 17 and corresponds to FIG. 5 of the first embodiment. The planar layout of the memory cell array MCA is not limited to the examples shown in FIGS. 17 and 18. Similarly, the cross-sectional structure of memory cell MC is not limited to the example shown in FIG.

まず、図17を用いて、メモリセルアレイMCAを構成する配線(プレート線PL、ビット線BL、及びワード線WL)の平面レイアウトについて説明する。本図に示すように、メモリセルアレイMCAでは、複数のプレート線PLが第2方向(y方向)に沿って配置され、複数のビット線BLが第1方向(x方向)に沿って配置され、複数のワード線WLが第2方向(y方向)に沿って配置されている。この場合、各プレート線PLは第1方向(x方向)に延伸し、各ビット線BLは第2方向(y方向)に延伸し、各ワード線WLは第1方向(x方向)に延伸している。さらに本図に示す例では、プレート線PL、ワード線WL、ワード線WL、及びプレート線PLがこの順で第2方向(y方向)に沿って繰り返し配置されている。   First, the planar layout of the interconnections (plate line PL, bit line BL, and word line WL) constituting the memory cell array MCA will be described with reference to FIG. As shown in the drawing, in the memory cell array MCA, the plurality of plate lines PL are arranged along the second direction (y direction), and the plurality of bit lines BL are arranged along the first direction (x direction), A plurality of word lines WL are arranged along the second direction (y direction). In this case, each plate line PL extends in a first direction (x direction), each bit line BL extends in a second direction (y direction), and each word line WL extends in a first direction (x direction). ing. Furthermore, in the example shown in the drawing, the plate line PL, the word line WL, the word line WL, and the plate line PL are repeatedly arranged in this order along the second direction (y direction).

複数のビット線BLそれぞれには、複数の導体パターンCPが設けられている。導体パターンCPは、ビット線BLの下層に位置している。さらに各導体パターンCPには、ビアVA2が設けられている。そして本図に示す例では、プレート線PL、ワード線WL、導体パターンCP、ワード線WL、及びプレート線PLがこの順で第2方向(y方向)に沿って繰り返し配置されている。   A plurality of conductor patterns CP are provided for each of the plurality of bit lines BL. The conductor pattern CP is located in the lower layer of the bit line BL. Further, each conductor pattern CP is provided with a via VA2. In the example shown in the drawing, the plate line PL, the word line WL, the conductor pattern CP, the word line WL, and the plate line PL are repeatedly arranged in this order along the second direction (y direction).

次に、図18を用いて、メモリセルMCの平面レイアウトについて説明する。本図に示す例では、複数のドレイン領域DR1が第1方向(x方向)に沿って配置され、複数のソース領域SR1が第1方向(y方向)に沿って配置されている。さらに、ドレイン領域DR1、ワード線WL、ソース領域SR1、ワード線WL、及びドレイン領域DR1がこの順で第2方向(y方向)に沿って繰り返し配置されている。   Next, a planar layout of the memory cell MC will be described with reference to FIG. In the example shown in the figure, the plurality of drain regions DR1 are disposed along the first direction (x direction), and the plurality of source regions SR1 are disposed along the first direction (y direction). Furthermore, the drain region DR1, the word line WL, the source region SR1, the word line WL, and the drain region DR1 are repeatedly arranged in this order along the second direction (y direction).

本図に示す例では、第2方向(y方向)に2本のワード線WLを介して互いに隣り合うドレイン領域DR1の間には、2つのトランジスタTR1が第2方向(y方向)において並んでいる。そしてこれら2つのトランジスタTR1は、上記した2本のワード線WLの間において、同一のソース領域SR1を有している。これにより、メモリセルアレイMCAの面積を小さいものにすることができる。   In the example shown in the drawing, two transistors TR1 are arranged in the second direction (y direction) between the drain regions DR1 adjacent to each other via the two word lines WL in the second direction (y direction). There is. The two transistors TR1 have the same source region SR1 between the two word lines WL described above. Thereby, the area of the memory cell array MCA can be made small.

次に、図19を用いて、メモリセルMCの断面構造について説明する。本図に示す例に係る断面構造は、以下の点を除いて図5に示す例に係る断面構造と同様の構成である。   Next, the cross-sectional structure of the memory cell MC will be described with reference to FIG. The cross-sectional structure according to the example shown in this figure has the same configuration as the cross-sectional structure according to the example shown in FIG. 5 except for the following points.

本図に示す例では、1つの活性領域AR1に2つのトランジスタTR1が設けられている。そしてトランジスタTR1は、同一のソース領域SR1を有している。ソース領域SR1は、コンタクトCTS、導体パターンCP、及びビアVA2を介してビット線BLに接続している。この場合、2つのトランジスタTR1にソース領域SR1を別々に設ける必要がない。これにより、複数のトランジスタTR1の占める面積を小さいものにすることができる。   In the example shown in the drawing, two transistors TR1 are provided in one active region AR1. The transistor TR1 has the same source region SR1. Source region SR1 is connected to bit line BL via contact CTS, conductor pattern CP, and via VA2. In this case, it is not necessary to separately provide the source region SR1 to the two transistors TR1. Thereby, the area occupied by the plurality of transistors TR1 can be made small.

図20は、本実施形態に係るフォーミング方法を説明するための図であり、第1の実施形態の図6に対応する。本図に示す例では、選択メモリセルMC22(破線で囲まれたメモリセルMC)の可変抵抗素子VRがフォーミングされている。選択メモリセルMC22は、プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2に接続している。   FIG. 20 is a view for explaining the forming method according to the present embodiment, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. In the example shown in the drawing, the variable resistive element VR of the selected memory cell MC22 (the memory cell MC surrounded by a broken line) is formed. The selected memory cell MC22 is connected to the plate line PL2, the bit line BL2, and the word line WL2.

本図に示すように、プレート線PL2の電位は、フォーミング電圧Vformとなっている。これに対してその他のプレート線PLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。ビット線BL2の電位は、0V(グラウンド電位)となっている。これに対してその他のビット線BLの電位は、+Viとなっている。ワード線WL2の電位は、+Vgfとなっている。これに対してその他のワード線WLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。   As shown in the drawing, the potential of the plate line PL2 is the forming voltage Vform. On the other hand, the potentials of the other plate lines PL are 0 V (ground potential). The potential of the bit line BL2 is 0 V (ground potential). On the other hand, the potentials of the other bit lines BL are + Vi. The potential of the word line WL2 is + Vgf. On the other hand, the potentials of the other word lines WL are 0 V (ground potential).

選択メモリセルMC22では、トランジスタTR1がオン状態になっている。言い換えると、ワード線WL2の電圧Vgfは、選択メモリセルMC22のトランジスタTR1がオン状態になる電圧である。具体的には、Vgfは例えば1.2Vである。   In the selected memory cell MC22, the transistor TR1 is in the on state. In other words, the voltage Vgf of the word line WL2 is a voltage at which the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 is turned on. Specifically, Vgf is 1.2 V, for example.

選択メモリセルMC22では、プレート線PL2とビット線BL2の間の電圧は、プレート線PL2の電位(Vform)とビット線BL2の電位(0V)の差であり、フォーミング電圧Vformとなる。Vformは、3V以上の高電圧である。ビット線BL2に対するプレート線PL2の電位が+Vformになることにより、可変抵抗素子VRはフォーミングされる。   In the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL2 is the difference between the potential (Vform) of the plate line PL2 and the potential (0 V) of the bit line BL2, and becomes the forming voltage Vform. Vform is a high voltage of 3 V or more. When the potential of the plate line PL2 with respect to the bit line BL2 becomes + Vform, the variable resistive element VR is formed.

本図に示す例において、プレート線PL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧は、プレート線PL2の電位(Vform)とビット線BLの電位(Vi)の差であり、Vform−Viとなる。Viは、0V(グラウンド電位)よりも高く、かつVformよりも低い。具体的には、Viは例えば1.0Vである。この場合、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧は、Vformよりも低いものになっている。言い換えると、ビット線BL2以外のビット線BLの電位Viによって、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧が緩和されている。これにより、トランジスタTR1では、ドレイン−ソース間の耐圧を低いものにすることができる。言い換えると、トランジスタTR1の面積を小さいものにすることができる。   In the example shown in the figure, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL is the potential of the plate line PL2 (Vform And the potential (Vi) of the bit line BL, which is Vform-Vi. Vi is higher than 0 V (ground potential) and lower than Vform. Specifically, Vi is, for example, 1.0V. In this case, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL is lower than Vform. In other words, the voltage Vi between the plate line PL2 and the bit line BL is relaxed by the potential Vi of the bit line BL other than the bit line BL2. Thus, in the transistor TR1, the withstand voltage between the drain and the source can be reduced. In other words, the area of the transistor TR1 can be made small.

さらに、本図に示す例において、プレート線PL2に接続する各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、トランジスタTR1がオン状態にならないようになっているのが望ましい。具体的には、ViがVgf−Vthよりも大きいものになっている(Vi>Vgf−Vth)ことが望ましい。なお、Vthは、トランジスタTR1の閾値電圧である。上記した各メモリセルMCでは、ViがVgf−Vthより大きい場合、ビット線BL(ソース(S))に対するワード線WL(ゲート電極(G))の電位がVthよりも小さいものになる。これにより、上記した各メモリセルMCにおいて、トランジスタTR1がオン状態にならないようになっている。   Furthermore, in the example shown in the drawing, it is desirable that the transistor TR1 is not turned on in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the plate line PL2. Specifically, it is desirable that Vi be larger than Vgf-Vth (Vi> Vgf-Vth). Vth is the threshold voltage of the transistor TR1. In each memory cell MC described above, when Vi is larger than Vgf-Vth, the potential of the word line WL (gate electrode (G)) with respect to the bit line BL (source (S)) becomes smaller than Vth. As a result, in each of the memory cells MC described above, the transistor TR1 is not turned on.

図21は、本実施形態に係る第1の書き込み方法を説明するための図であり、第1の実施形態の図12に対応する。本図に示す例では、選択メモリセルMC22(破線で囲まれたメモリセルMC)の可変抵抗素子VRを高抵抗状態から低抵抗状態に遷移させている。選択メモリセルMC22は、プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2に接続している。さらに本図に示す例では、いずれのメモリセルMCも、可変抵抗素子VRがフォーミングされている。   FIG. 21 is a diagram for explaining a first writing method according to the present embodiment, and corresponds to FIG. 12 of the first embodiment. In the example shown in the figure, the variable resistive element VR of the selected memory cell MC22 (the memory cell MC surrounded by a broken line) is shifted from the high resistance state to the low resistance state. The selected memory cell MC22 is connected to the plate line PL2, the bit line BL2, and the word line WL2. Further, in the example shown in the drawing, the variable resistive element VR is formed in each of the memory cells MC.

本図に示すように、プレート線PL2の電位は、電圧Vonとなっている。これに対してその他のプレート線PLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。ビット線BL2の電位は、0V(グラウンド電位)となっている。これに対してその他のビット線BLの電位は、Vonとなっている。ワード線WL2の電位は、+Vgonとなっている。これに対してその他のワード線WLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。   As shown in the drawing, the potential of the plate line PL2 is a voltage Von. On the other hand, the potentials of the other plate lines PL are 0 V (ground potential). The potential of the bit line BL2 is 0 V (ground potential). On the other hand, the potentials of the other bit lines BL are Von. The potential of the word line WL2 is + Vgon. On the other hand, the potentials of the other word lines WL are 0 V (ground potential).

選択メモリセルMC22では、トランジスタTR1がオン状態になっている。言い換えると、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)の電圧Vgonは、選択メモリセルMC22のトランジスタTR1がオン状態になる電圧である。具体的には、Vgonは例えば1.2Vである。これに対して、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)以外のワード線WLに接続する各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオフ状態になっている。   In the selected memory cell MC22, the transistor TR1 is in the on state. In other words, the voltage Vgon of the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22) is a voltage at which the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 is turned on. Specifically, Vgon is, for example, 1.2V. On the other hand, in each memory cell MC connected to the word line WL other than the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22), the transistor TR1 is in the OFF state.

選択メモリセルMC22では、プレート線PL2とビット線BL2の間の電圧は、プレート線PL2の電位(Von)とビット線BL2の電位(0V(グラウンド電位))の差であり、Vonとなる。Vonは、例えばおおよそ2.5Vであり、上記したフォーミング電圧Vform(図20)よりは低い。ビット線BL2に対するプレート線PL2の電位が+Vonになることにより、可変抵抗素子VRは高抵抗状態(例えば、100kΩより上)から低抵抗状態(例えば、おおよそ10kΩ)に遷移する。   In the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL2 is the difference between the potential (Von) of the plate line PL2 and the potential (0 V (ground potential)) of the bit line BL2, which is Von. For example, Von is approximately 2.5 V, which is lower than the above-described forming voltage Vform (FIG. 20). When the potential of the plate line PL2 with respect to the bit line BL2 becomes + Von, the variable resistive element VR transitions from the high resistance state (for example, above 100 kΩ) to the low resistance state (for example, approximately 10 kΩ).

本図に示す例において、ワード線WL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、ドレイン−ソース間に電流が流れることが防止されている。具体的には、上記した各メモリセルMCでは、ワード線WL2の電位がVgonとなっている。この場合、上記した各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオン状態になる。一方で、上記した各メモリセルMCでは、プレート線PL2とビット線BLの間の電圧は、プレート線PL2の電位(Von)とビット線BLの電位(Von)の差であり、0Vとなる。このため、上記した各メモリセルMCでは、ドレイン−ソース間に電流が流れることが防止されている。これにより、ディスターブ(選択されていないメモリセルMCで可変抵抗素子VRが高抵抗状態から低抵抗状態に遷移すること)が抑制される。   In the example shown in the figure, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the word line WL2, the flow of current between the drain and the source is prevented. Specifically, in each memory cell MC described above, the potential of the word line WL2 is Vgon. In this case, in each of the memory cells MC described above, the transistor TR1 is turned on. On the other hand, in each of the memory cells MC described above, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL is the difference between the potential (Von) of the plate line PL2 and the potential (Von) of the bit line BL, and is 0V. Therefore, in each of the memory cells MC described above, the flow of current between the drain and the source is prevented. As a result, disturb (transition of the variable resistive element VR from the high resistance state to the low resistance state in the non-selected memory cell MC) is suppressed.

さらに、本図に示す例において、プレート線PL及びビット線BLのいずれもが選択メモリセルMC22と異なる各メモリセルMCでは、トランジスタTR1は、プレート線PLとビット線BLの間の電圧がVonである場合にドレイン−ソース間でブレークダウンしないようになっている。   Further, in the example shown in the figure, in each memory cell MC in which both the plate line PL and the bit line BL are different from the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL and the bit line BL is Von. In some cases, there is no breakdown between drain and source.

詳細には、本図に示す例において、上記した各メモリセルMCでは、プレート線PLとビット線BLの間の電圧は、プレート線PLの電位(0V(グラウンド電位))とビット線BLの電位(Von)の差であり、Vonとなる。そして上記した各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオフ状態である。この場合、ドレイン−ソース間の電圧VdsはほぼVonとなる。ここで、もし、ドレイン−ソース間の耐圧がVonよりも小さい場合を考える。このとき、上記したメモリセルMCでトランジスタTR1のブレークダウンが起こらないようにするためには、非選択のビット線BLに印加する電圧をVonよりも低い値にする必要がある。その場合、ワード線WL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、プレート線PLとビット線BLの間に0でない電圧が発生し、かつゲートにも高い電圧が印加されトランジスタがオンになった状態となる。すなわち選択されていないメモリセルMCの可変抵抗素子VRに高抵抗状態から低抵抗状態に遷移する方向の電圧がかかり、ディスターブが起こりうる。一方、上記した各メモリセルMCでは、ドレイン−ソース間の耐圧がVonよりも大きければ、非選択のビット線BLにVonを印加しても上記したメモリセルMCでトランジスタTR1がドレイン−ソース間でブレークダウンすることが防止されるため、ワード線WL2に接続している各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)の両端の電位差をゼロにすることができる。これにより、上記したディスターブが抑制される。   Specifically, in each memory cell MC described above in the example shown in the figure, the voltage between the plate line PL and the bit line BL is the potential of the plate line PL (0 V (ground potential)) and the potential of the bit line BL. It is the difference of (Von) and becomes Von. In each of the memory cells MC described above, the transistor TR1 is in the off state. In this case, the drain-source voltage Vds is approximately Von. Here, consider the case where the withstand voltage between the drain and the source is smaller than Von. At this time, in order to prevent breakdown of the transistor TR1 in the memory cell MC described above, it is necessary to set the voltage applied to the non-selected bit line BL to a value lower than Von. In that case, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the word line WL2, a non-zero voltage is generated between the plate line PL and the bit line BL, and a high voltage is also applied to the gate. In this state, the transistor is turned on. That is, a voltage in the direction of transition from the high resistance state to the low resistance state is applied to the variable resistive element VR of the memory cell MC not selected, and disturbance may occur. On the other hand, in each memory cell MC described above, if the withstand voltage between the drain and the source is larger than Von, even if Von is applied to the non-selected bit line BL, the transistor TR1 in the memory cell MC described above is between the drain and the source. Since the breakdown is prevented, the potential difference between both ends of each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the word line WL2 can be made zero. Thereby, the above-mentioned disturb is suppressed.

図22は、本実施形態に係る第2の書き込み方法を説明するための図であり、第1の実施形態の図13に対応する。本図に示す例では、選択メモリセルMC22(破線で囲まれたメモリセルMC)の可変抵抗素子VRを低抵抗状態から高抵抗状態に遷移させている。選択メモリセルMC22は、プレート線PL2、ビット線BL2、及びワード線WL2に接続している。さらに本図に示す例では、いずれのメモリセルMCも、可変抵抗素子VRがフォーミングされている。   FIG. 22 is a diagram for describing a second writing method according to the present embodiment, and corresponds to FIG. 13 of the first embodiment. In the example shown in the figure, the variable resistive element VR of the selected memory cell MC22 (the memory cell MC surrounded by a broken line) is shifted from the low resistance state to the high resistance state. The selected memory cell MC22 is connected to the plate line PL2, the bit line BL2, and the word line WL2. Further, in the example shown in the drawing, the variable resistive element VR is formed in each of the memory cells MC.

本図に示すように、プレート線PL2の電位は、0V(グラウンド電位)となっている。同様にその他のプレート線PLの電位も、0V(グラウンド電位)となっている。ビット線BL2の電位は、Voffとなっている。これに対してその他のビット線BLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。ワード線WL2の電位は、+Vgoffとなっている。これに対してその他のワード線WLの電位は、0V(グラウンド電位)となっている。   As shown in the drawing, the potential of the plate line PL2 is 0 V (ground potential). Similarly, the potentials of the other plate lines PL are also 0 V (ground potential). The potential of the bit line BL2 is Voff. On the other hand, the potentials of the other bit lines BL are 0 V (ground potential). The potential of the word line WL2 is + Vgoff. On the other hand, the potentials of the other word lines WL are 0 V (ground potential).

選択メモリセルMC22では、トランジスタTR1がオン状態になっている。言い換えると、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)の電圧Vgoffは、選択メモリセルMC22のトランジスタTR1がオン状態になる電圧である。具体的には、Vgoffは例えば2.5Vである。これに対して、ワード線WL2(選択メモリセルMC22に接続するワード線WL)以外のワード線WLに接続する各メモリセルMCでは、トランジスタTR1がオフ状態になっている。   In the selected memory cell MC22, the transistor TR1 is in the on state. In other words, the voltage Vgoff of the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22) is a voltage at which the transistor TR1 of the selected memory cell MC22 is turned on. Specifically, Vgoff is 2.5 V, for example. On the other hand, in each memory cell MC connected to the word line WL other than the word line WL2 (word line WL connected to the selected memory cell MC22), the transistor TR1 is in the OFF state.

選択メモリセルMC22では、プレート線PL2とビット線BL2の間の電圧は、プレート線PL2の電位(0V(グラウンド電位))とビット線BL2の電位(Voff)の差であり、Voffとなる。Voffは、例えばおおよそ2.5Vであり、上記したフォーミング電圧Vform(図20)よりは低い。ビット線BL2に対するプレート線PL2の電位が−Voffになることにより、可変抵抗素子VRは低抵抗状態(例えば、おおよそ10kΩ)から高抵抗状態(例えば、100kΩより上)に遷移する。   In the selected memory cell MC22, the voltage between the plate line PL2 and the bit line BL2 is the difference between the potential (0 V (ground potential)) of the plate line PL2 and the potential (Voff) of the bit line BL2, which is Voff. Voff is, for example, approximately 2.5 V, which is lower than the above-described forming voltage Vform (FIG. 20). When the potential of the plate line PL2 with respect to the bit line BL2 becomes -Voff, the variable resistive element VR transitions from the low resistance state (for example, approximately 10 kΩ) to the high resistance state (for example, above 100 kΩ).

本図に示す例において、ビット線BL2に接続する各メモリセルMC(選択メモリセルMC22を除く。)では、トランジスタTR1は、プレート線PLとビット線BL2の間の電圧がVoffである場合にドレイン−ソース間でブレークダウンしないようになっている。これにより、ディスターブ(選択されていないメモリセルMCで可変抵抗素子VRが低抵抗状態から高抵抗状態に遷移すること)を抑制することができる。   In the example shown in the figure, in each memory cell MC (except for the selected memory cell MC22) connected to the bit line BL2, the transistor TR1 is a drain when the voltage between the plate line PL and the bit line BL2 is Voff. There is no breakdown between sources. This makes it possible to suppress disturbance (transition of variable resistive element VR from the low resistance state to the high resistance state in the non-selected memory cell MC).

詳細には、本図に示す例において、上記した各メモリセルMCでは、プレート線PLとビット線BL2の間の電圧は、プレート線PLの電位(0V(グラウンド電位))とビット線BL2の電位(Voff)の差であり、Voffとなる。この場合、電圧Voffは、可変抵抗素子VRの電圧及びドレイン−ソース間の電圧に分圧される。そして上記した各メモリセルMCでは、ドレイン−ソース間の耐圧がドレイン−ソース間の上記した電圧(分圧)よりも大きい。この場合、上記したメモリセルMCでトランジスタTR1がドレイン−ソース間でブレークダウンすることが防止される、これにより、上記したディスターブが抑制される。   Specifically, in each memory cell MC described above in the example shown in the figure, the voltage between the plate line PL and the bit line BL2 is the potential of the plate line PL (0 V (ground potential)) and the potential of the bit line BL2. It is the difference of (Voff) and becomes Voff. In this case, the voltage Voff is divided into the voltage of the variable resistive element VR and the voltage between the drain and the source. In each memory cell MC described above, the withstand voltage between the drain and the source is larger than the above-described voltage (partial voltage) between the drain and the source. In this case, breakdown of the transistor TR1 between the drain and source in the memory cell MC described above is prevented, thereby suppressing the above-mentioned disturbance.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。   Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第3の実施形態)
図23は、第3の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。この半導体装置は、複数のパッド(電源パッドVP、及び接地パッドGP、及びI/OパッドIOP)、複数のセル(電源セルVC、接地セルGC、及びI/OセルIO)、ReRAM領域RR、及びロジック領域LRを基板SUBに有している。I/OセルIO、ReRAM領域RR、及びロジック領域LRの各構成は、第1の実施形態又は第2の実施形態に係る半導体装置(例えば、図1)と同様である。なお、半導体装置の平面レイアウトは本図に示す例に限定されるものではない。
Third Embodiment
FIG. 23 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device according to the third embodiment. This semiconductor device includes a plurality of pads (power supply pad VP and ground pad GP, and I / O pad IOP), a plurality of cells (power supply cell VC, ground cell GC, and I / O cell IO), ReRAM region RR, And a logic region LR on the substrate SUB. The configuration of each of the I / O cell IO, the ReRAM region RR, and the logic region LR is the same as that of the semiconductor device according to the first embodiment or the second embodiment (for example, FIG. 1). The planar layout of the semiconductor device is not limited to the example shown in the figure.

基板SUBは、半導体基板(例えば、シリコン基板又はSOI(Silicon On Insulator)基板)である。本図に示す例において、基板SUBの平面形状は矩形である。   The substrate SUB is a semiconductor substrate (for example, a silicon substrate or an SOI (Silicon On Insulator) substrate). In the example shown in the drawing, the planar shape of the substrate SUB is rectangular.

基板SUBの上記した矩形の各辺に沿って複数のパッドが配置されている。各パッドは、電源パッドVP、接地パッドGP、及びI/OパッドIOPのいずれかである。電源パッドVPは、半導体装置に電源電圧を供給するためのパッドである。接地パッドGPは、半導体装置に接地電位を供給するためのパッドである。I/OパッドIOPは、半導体装置への信号の入力及び半導体装置からの信号の出力のためのパッドである。   A plurality of pads are arranged along each side of the above-described rectangle of the substrate SUB. Each pad is any of a power supply pad VP, a ground pad GP, and an I / O pad IOP. The power supply pad VP is a pad for supplying a power supply voltage to the semiconductor device. The ground pad GP is a pad for supplying a ground potential to the semiconductor device. The I / O pad IOP is a pad for inputting a signal to the semiconductor device and outputting a signal from the semiconductor device.

各パッドには、セルが電気的に接続している。この場合、電源パッドVPには、電源セルVCが電気的に接続している。接地パッドGPには、接地セルGCが電気的に接続している。I/OパッドIOPには、I/OセルIOが電気的に接続している。本図に示す例において、各セルは、このセルに接続するパッドの下方に位置している。   A cell is electrically connected to each pad. In this case, the power supply cell VP is electrically connected to the power supply pad VP. A ground cell GC is electrically connected to the ground pad GP. An I / O cell IO is electrically connected to the I / O pad IOP. In the example shown in the figure, each cell is located below a pad connected to this cell.

本図に示す例において、各パッドの平面形状は矩形である。各セルの平面形状は矩形であり、かつこのセルに電気的に接続するパッドよりも大きい。そして平面視において、各パッドは、このパッドに電気的に接続するセルの内側に位置している。ただし、各パッド及び各セルの平面レイアウトは本図に示す例に限定されるものではない。   In the example shown in the drawing, the planar shape of each pad is rectangular. The planar shape of each cell is rectangular and is larger than the pad electrically connected to this cell. Then, in plan view, each pad is located inside a cell electrically connected to the pad. However, the planar layout of each pad and each cell is not limited to the example shown in this figure.

図24は、ロジック領域LRのトランジスタTR2、ReRAM領域RRのトランジスタTR1、及びI/OセルIOのトランジスタTR3の各構成を示す断面図である。トランジスタTR1は、メモリセルアレイMCA(メモリ回路)(図1)を構成している。トランジスタTR2は、ロジック回路LC(図2)を構成している。トランジスタTR3は、I/OセルIO(図1及び図23)を構成している。なお、本図に示す例において、ReRAM領域RRは図25(後述)のA−A´断面に相当し、ロジック領域LRは図25のB−B´断面に相当し、I/OセルIOは図25のC−C´断面に相当する。   FIG. 24 is a cross-sectional view showing the configuration of the transistor TR2 in the logic region LR, the transistor TR1 in the ReRAM region RR, and the transistor TR3 in the I / O cell IO. The transistor TR1 constitutes a memory cell array MCA (memory circuit) (FIG. 1). The transistor TR2 constitutes a logic circuit LC (FIG. 2). The transistor TR3 constitutes an I / O cell IO (FIGS. 1 and 23). In the example shown in the figure, the ReRAM area RR corresponds to the A-A 'cross section in FIG. 25 (described later), the logic area LR corresponds to the B-B' cross section in FIG. 25, and the I / O cell IO It corresponds to the CC 'cross section in FIG.

本図に示すトランジスタTR1は、図5又は図19に示したトランジスタTR1に対応する。トランジスタTR2は、トランジスタTR1と同様にして、ゲート電極GE2、ドレイン領域DR2、ソース領域SR2、ゲート絶縁膜GI2、サイドウォールSW2、ドレインエクステンション領域DE2、及びソースエクステンション領域SE2を有している。トランジスタTR3は、トランジスタTR1と同様にして、ゲート電極GE3、ドレイン領域DR3、ソース領域SR3、ゲート絶縁膜GI3、サイドウォールSW3、ドレインエクステンション領域DE3、及びソースエクステンション領域SE3を有している。   The transistor TR1 shown in this figure corresponds to the transistor TR1 shown in FIG. 5 or FIG. Similar to the transistor TR1, the transistor TR2 includes a gate electrode GE2, a drain region DR2, a source region SR2, a gate insulating film GI2, a sidewall SW2, a drain extension region DE2, and a source extension region SE2. Similar to the transistor TR1, the transistor TR3 has a gate electrode GE3, a drain region DR3, a source region SR3, a gate insulating film GI3, a sidewall SW3, a drain extension region DE3, and a source extension region SE3.

トランジスタTR1〜TR3は、同一の基板SUBを用いて形成されている。本図に示すように、基板SUBは、ReRAM領域RRに活性領域AR1を有し、ロジック領域LRに活性領域AR2を有し、I/OセルIOに活性領域AR3を有している。活性領域AR1,AR2,AR3には、それぞれ、ウェルWE1,WE2,WE3が形成されている。トランジスタTR1〜TR3は、それぞれ、ウェルWE1〜WE3を用いて形成されている。そしてトランジスタTR1〜TR3は、分離領域IRによって電気的に互いに絶縁されている。   The transistors TR1 to TR3 are formed using the same substrate SUB. As shown in the figure, the substrate SUB has an active area AR1 in the ReRAM area RR, an active area AR2 in the logic area LR, and an active area AR3 in the I / O cell IO. Wells WE1, WE2, WE3 are formed in the active regions AR1, AR2, AR3, respectively. The transistors TR1 to TR3 are formed using the wells WE1 to WE3, respectively. The transistors TR1 to TR3 are electrically isolated from each other by the isolation region IR.

トランジスタTR1〜TR3に要求される耐圧は互いに異なる。本図に示す例では、トランジスタTR1〜TR3は、耐圧に基づいて構造が互いに異なっている。以下、詳細に説明する。   The breakdown voltages required of the transistors TR1 to TR3 are different from each other. In the example shown in the drawing, the transistors TR1 to TR3 have different structures from each other based on the withstand voltage. The details will be described below.

トランジスタTR3(I/OセルIOのトランジスタ)は、トランジスタTR2(ロジック領域LRのトランジスタ)に比して高い耐圧が必要となる。このため、ゲート絶縁膜GI3の膜厚T3は、ゲート絶縁膜GI2の膜厚T2よりも厚い(T3>T2)。またゲート電極GE3のゲート長L3は、ゲート電極GE2のゲート長L2よりも長い(L3>L2)。さらにドレインエクステンション領域DE3及びソースエクステンション領域SE3は、ドレインエクステンション領域DE2及びソースエクステンション領域SE2よりもそれぞれ深い(D3>D2)。   The transistor TR3 (transistor of the I / O cell IO) needs to have a higher withstand voltage than the transistor TR2 (transistor of the logic region LR). Therefore, the film thickness T3 of the gate insulating film GI3 is thicker than the film thickness T2 of the gate insulating film GI2 (T3> T2). The gate length L3 of the gate electrode GE3 is longer than the gate length L2 of the gate electrode GE2 (L3> L2). Furthermore, the drain extension region DE3 and the source extension region SE3 are respectively deeper than the drain extension region DE2 and the source extension region SE2 (D3> D2).

本図に示すように、ゲート絶縁膜GI1の膜厚T1は、ゲート絶縁膜GI2の膜厚T2よりも厚く、かつゲート絶縁膜GI3の膜厚T3と等しい(T1=T3>T2)。具体的には、ゲート絶縁膜GI1の膜厚T1は、SiO換算膜厚(EOT:Equivalent Oxide Thickness)で8nm以下であり、好ましくはEOTで6nm以下である。 As shown in the drawing, the film thickness T1 of the gate insulating film GI1 is thicker than the film thickness T2 of the gate insulating film GI2 and equal to the film thickness T3 of the gate insulating film GI3 (T1 = T3> T2). Specifically, the thickness T1 of the gate insulating film GI1 is, SiO 2 equivalent thickness (EOT: Equivalent Oxide Thickness) In is a 8nm or less, preferably 6nm at EOT below.

図12、図13、図21、及び図22を用いて説明したように、可変抵抗素子VRの書き込みの際、トランジスタTR1は、ゲート−ドレイン間でブレークダウンが生じないようになっている必要がある。このため、ゲート絶縁膜GI1の膜厚は、ゲート絶縁膜GI3の膜厚と等しくなっている。   As described with reference to FIG. 12, FIG. 13, FIG. 21, and FIG. 22, it is necessary that the transistor TR1 does not cause breakdown between the gate and drain when writing to the variable resistive element VR. is there. Therefore, the film thickness of the gate insulating film GI1 is equal to the film thickness of the gate insulating film GI3.

本図に示すように、ゲート電極GE1のゲート長L1は、ゲート電極GE2のゲート長L2よりも長く、かつゲート電極GE3のゲート長L3よりも短い(L2<L1<L3)。具体的には、ゲート電極GE1のゲート長L1は、L2+5[nm]以上L2+20[nm]以下である。   As shown in the figure, the gate length L1 of the gate electrode GE1 is longer than the gate length L2 of the gate electrode GE2 and shorter than the gate length L3 of the gate electrode GE3 (L2 <L1 <L3). Specifically, the gate length L1 of the gate electrode GE1 is L2 + 5 [nm] or more and L2 + 20 [nm] or less.

図12、図13、図21、及び図22を用いて説明したように、可変抵抗素子VRの書き込みの際、トランジスタTR1は、ドレイン−ソース間でブレークダウンが生じないようになっている必要がある。このため、ゲート電極GE1のゲート長L1は、ゲート電極GE2のゲート長L2よりも長くなっている。   As described with reference to FIG. 12, FIG. 13, FIG. 21, and FIG. 22, when writing to the variable resistance element VR, the transistor TR1 needs to be configured such that breakdown does not occur between the drain and source. is there. Therefore, the gate length L1 of the gate electrode GE1 is longer than the gate length L2 of the gate electrode GE2.

さらに、図6及び図20を用いて説明したように、フォーミングがされるメモリセルMCと同一のプレート線PLに接続するメモリセルMC(非選択メモリセル)では、ビット線BLの電位がViとなっている。これにより、非選択メモリセルにおいて、プレート線PLとビット線BLの間の電圧を緩和することができる。このため、ゲート電極GE1のゲート長L1は、ゲート電極GE3のゲート長L3よりも短くすることができる。   Furthermore, as described with reference to FIGS. 6 and 20, in the memory cell MC (non-selected memory cell) connected to the same plate line PL as the memory cell MC to be formed, the potential of the bit line BL is set to Vi. It has become. Thereby, the voltage between plate line PL and bit line BL can be relaxed in the non-selected memory cell. Therefore, the gate length L1 of the gate electrode GE1 can be shorter than the gate length L3 of the gate electrode GE3.

本図に示すように、ドレインエクステンション領域DE1及びソースエクステンション領域SE1は、ドレインエクステンション領域DE2及びソースエクステンション領域SE2とそれぞれ同じ深さであり、かつドレインエクステンション領域DE3及びソースエクステンション領域SE3よりもそれぞれ浅い(D1=D2<D3)。さらにドレインエクステンション領域DE1の不純物濃度及びソースエクステンション領域SE1の不純物濃度は、それぞれ、ドレインエクステンション領域DE2の不純物濃度及びソースエクステンション領域SE1の不純物濃度に等しい。   As shown in the figure, the drain extension region DE1 and the source extension region SE1 have the same depth as the drain extension region DE2 and the source extension region SE2, respectively, and are shallower than the drain extension region DE3 and the source extension region SE3. D1 = D2 <D3). Further, the impurity concentration of the drain extension region DE1 and the impurity concentration of the source extension region SE1 are equal to the impurity concentration of the drain extension region DE2 and the impurity concentration of the source extension region SE1, respectively.

ドレインエクステンション領域(ソースエクステンション領域)は深いほどトランジスタの耐圧が高いものになる。さらにドレインエクステンション領域(ソースエクステンション領域)は不純物濃度が低いほどトランジスタの耐圧が高いものになる。本図に示す例では、上記したように、ゲート絶縁膜及びゲート電極の各構成によって、トランジスタTR1は、トランジスタTR2に比して十分に高い耐圧を有している。このため、上記したように、ドレインエクステンション領域DE1及びソースエクステンション領域SE1の各構成は、ドレインエクステンション領域DE2及びソースエクステンション領域SE2の各構成とそれぞれ同一とすることができる。   The deeper the drain extension region (source extension region), the higher the breakdown voltage of the transistor. Furthermore, in the drain extension region (source extension region), the lower the impurity concentration, the higher the breakdown voltage of the transistor. In the example shown in the drawing, as described above, the transistor TR1 has a withstand voltage sufficiently higher than that of the transistor TR2 due to the respective configurations of the gate insulating film and the gate electrode. Therefore, as described above, each configuration of the drain extension region DE1 and the source extension region SE1 can be made identical to each configuration of the drain extension region DE2 and the source extension region SE2, respectively.

なお、ドレインエクステンション領域DE3及びソースエクステンション領域SE3は、不純物濃度がドレインエクステンション領域DE1,DE2及びソースエクステンション領域SE1,SE2よりもそれぞれ低くてもよい。この場合、トランジスタTR3の耐圧をトランジスタTR1及びトランジスタTR2に比してさらに高いものにすることができる。   The drain extension regions DE3 and the source extension regions SE3 may have impurity concentrations lower than those of the drain extension regions DE1 and DE2 and the source extension regions SE1 and SE2, respectively. In this case, the withstand voltage of the transistor TR3 can be made higher than that of the transistor TR1 and the transistor TR2.

図25は、ロジック領域LRのトランジスタTR2、ReRAM領域RRのトランジスタTR1、及びI/OセルIOのトランジスタTR3の各構成の一例を示す平面図である。本図に示す例では、ゲート電極GE1のゲート幅W1は、ゲート電極GE2のゲート幅W2よりも狭く、かつゲート電極GE3のゲート幅W3よりも狭い(W1<W2及びW1<W3)。なお、本図に示す例では、ゲート電極GE2のゲート幅W2は、ゲート電極GE3のゲート幅W3よりも狭い(W2<W3)。   FIG. 25 is a plan view showing an example of each configuration of the transistor TR2 in the logic region LR, the transistor TR1 in the ReRAM region RR, and the transistor TR3 in the I / O cell IO. In the example shown in the drawing, the gate width W1 of the gate electrode GE1 is narrower than the gate width W2 of the gate electrode GE2 and narrower than the gate width W3 of the gate electrode GE3 (W1 <W2 and W1 <W3). In the example shown in the drawing, the gate width W2 of the gate electrode GE2 is narrower than the gate width W3 of the gate electrode GE3 (W2 <W3).

図36を用いて後述するように、トランジスタTR1では、トランジスタTR2に比して高いゲート電圧を印加することができる。これにより、後述するように、トランジスタTR1では、高い電流駆動力が得られる。このため、ゲート電極GE1のゲート幅W1をゲート電極GE2のゲート幅W2よりも狭いものにすることができる。   As described later with reference to FIG. 36, the transistor TR1 can apply a higher gate voltage than the transistor TR2. Thus, as described later, in the transistor TR1, a high current driving force can be obtained. Therefore, the gate width W1 of the gate electrode GE1 can be made narrower than the gate width W2 of the gate electrode GE2.

図26〜図32は、図24に示した半導体装置の製造方法を示す断面図であり、図24に対応する。まず、図26に示すように、基板SUBにp型不純物(例えば、ホウ素(B))を基板SUBにイオン注入する。これにより、ウェルWE1,WE2,WE3が形成される。次いで、基板SUBに分離領域IRを形成する。分離領域IRは、例えば、STI又はLOCOSにより形成される。   26 to 32 are sectional views showing a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 24, and correspond to FIG. First, as shown in FIG. 26, p-type impurities (for example, boron (B)) are ion-implanted into the substrate SUB. Thereby, wells WE1, WE2, and WE3 are formed. Next, the separation region IR is formed in the substrate SUB. The isolation region IR is formed of, for example, STI or LOCOS.

次いで、図27に示すように、基板SUB上に絶縁膜IF1を形成する。絶縁膜IF1は、ゲート絶縁膜GI1,GI3(図24)になる絶縁膜である。絶縁膜IF1は、例えば熱酸化により形成される。   Next, as shown in FIG. 27, the insulating film IF1 is formed over the substrate SUB. The insulating film IF1 is an insulating film to be the gate insulating films GI1 and GI3 (FIG. 24). The insulating film IF1 is formed, for example, by thermal oxidation.

次いで、図28に示すように、基板SUB上にマスク膜MK1(例えば、レジストパターン)を形成する。マスク膜MK1は、ReRAM領域RR及びI/OセルIOを覆っており、ロジック領域LRを覆っていない。次いで、マスク膜MK1をマスクとして絶縁膜IF1をエッチングする。これにより、ロジック領域LRでは絶縁膜IF1が除去される。   Next, as shown in FIG. 28, a mask film MK1 (for example, a resist pattern) is formed on the substrate SUB. The mask film MK1 covers the ReRAM region RR and the I / O cell IO, and does not cover the logic region LR. Next, the insulating film IF1 is etched using the mask film MK1 as a mask. Thus, the insulating film IF1 is removed in the logic region LR.

次いで、図29に示すように、マスク膜MK1(図28)を除去する。マスク膜MK1は、例えばアッシングにより除去される。次いで、基板SUB上に絶縁膜IF2を形成する。これにより、ReRAM領域RR及びI/OセルIOには、同じ膜厚の絶縁膜IF2(絶縁膜IF1)が形成される。これに対して、ロジック領域LRには、ReRAM領域RR及びI/OセルIOの絶縁膜IF2よりも膜厚の薄い絶縁膜IF2が形成される。絶縁膜IF2は、ゲート絶縁膜GI1,GI2,GI3(図24)になる絶縁膜である。なお、絶縁膜IF2は、例えば熱酸化により形成される。次いで、基板SUB上に導電膜(例えば、ポリシリコン膜)(不図示)を形成する。この導電膜は、ゲート電極GE1,GE2,GE3になる導電膜である。   Next, as shown in FIG. 29, the mask film MK1 (FIG. 28) is removed. The mask film MK1 is removed by, for example, ashing. Next, the insulating film IF2 is formed over the substrate SUB. Thus, the insulating film IF2 (insulating film IF1) having the same thickness is formed in the ReRAM region RR and the I / O cell IO. On the other hand, in the logic region LR, the insulating film IF2 thinner than the ReRAM region RR and the insulating film IF2 of the I / O cell IO is formed. The insulating film IF2 is an insulating film to be the gate insulating films GI1, GI2, GI3 (FIG. 24). The insulating film IF2 is formed, for example, by thermal oxidation. Then, a conductive film (for example, a polysilicon film) (not shown) is formed on the substrate SUB. The conductive film is a conductive film to be the gate electrodes GE1, GE2, and GE3.

次いで、図30に示すように、上記した導電膜及び絶縁膜IF2をパターニングする。これにより、ゲート電極GE1,GE2,GE3が形成されるとともに、ゲート絶縁膜GI1,GI2,GI3が形成される。   Next, as shown in FIG. 30, the above-described conductive film and insulating film IF2 are patterned. Thus, the gate electrodes GE1, GE2, and GE3 are formed, and the gate insulating films GI1, GI2, and GI3 are formed.

次いで、図31に示すように、基板SUB上にマスク膜MK2(例えば、レジストパターン)を形成する。マスク膜MK2は、ロジック領域LR及びReRAM領域RRを覆っており、I/OセルIOを覆っていない。次いで、マスク膜MK2、ゲート電極GE3、及び分離領域IRをマスクとしてn型不純物(例えば、リン(P))を基板SUBにイオン注入する。これにより、ドレインエクステンション領域DE3及びソースエクステンション領域SE3が形成される。   Then, as shown in FIG. 31, a mask film MK2 (for example, a resist pattern) is formed on the substrate SUB. The mask film MK2 covers the logic region LR and the ReRAM region RR, and does not cover the I / O cell IO. Next, n-type impurities (for example, phosphorus (P)) are ion-implanted into the substrate SUB using the mask film MK2, the gate electrode GE3 and the isolation region IR as a mask. Thus, the drain extension region DE3 and the source extension region SE3 are formed.

次いで、図32に示すように、マスク膜MK2(図31)を除去する。マスク膜MK2は、例えばアッシングにより除去される。次いで、基板SUB上にマスク膜MK3(例えば、レジストパターン)を形成する。マスク膜MK3は、I/OセルIOを覆っており、ロジック領域LR及びReRAM領域RRを覆っていない。次いで、マスク膜MK3、ゲート電極GE1,GE2、及び分離領域IRをマスクとしてn型不純物(例えば、リン(P))を基板SUBにイオン注入する。これにより、ドレインエクステンション領域DE1,DE2及びソースエクステンション領域SE1,SE2が形成される。   Next, as shown in FIG. 32, the mask film MK2 (FIG. 31) is removed. The mask film MK2 is removed by, for example, ashing. Next, a mask film MK3 (for example, a resist pattern) is formed over the substrate SUB. The mask film MK3 covers the I / O cell IO and does not cover the logic area LR and the ReRAM area RR. Next, n-type impurities (for example, phosphorus (P)) are ion-implanted into the substrate SUB using the mask film MK3, the gate electrodes GE1 and GE2, and the separation region IR as a mask. As a result, drain extension regions DE1 and DE2 and source extension regions SE1 and SE2 are formed.

次いで、マスク膜MK3を除去する。マスク膜MK3は、例えばアッシングにより除去される。次いで、サイドウォールSW1,SW2,SW3になる絶縁膜を基板SUB上に形成する。次いで、この絶縁膜をエッチバックする。これにより、サイドウォールSW1,SW2,SW3が形成される。次いで、ゲート電極GE1,GE2,GE3、サイドウォールSW1,SW2,SW3、及び分離領域IRをマスクとしてn型不純物(例えば、リン(P))を基板SUBにイオン注入する。これにより、ドレイン領域DR1,DR2,DR3及びソース領域SR1,SR2,SR3が形成される。このようにして図24に示した半導体装置が製造される。   Next, the mask film MK3 is removed. The mask film MK3 is removed by, for example, ashing. Next, insulating films to be sidewalls SW1, SW2, and SW3 are formed on the substrate SUB. Then, the insulating film is etched back. Thus, sidewalls SW1, SW2, and SW3 are formed. Then, n-type impurities (for example, phosphorus (P)) are ion-implanted into the substrate SUB using the gate electrodes GE1, GE2, GE3, the sidewalls SW1, SW2, SW3 and the separation region IR as a mask. Thus, drain regions DR1, DR2, DR3 and source regions SR1, SR2, SR3 are formed. Thus, the semiconductor device shown in FIG. 24 is manufactured.

図33は、トランジスタTR1でのゲート−ドレイン間の耐圧のシミュレーション結果を示す図である。本図には、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合の結果、及びゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合の結果が示されている。   FIG. 33 is a diagram showing a simulation result of the withstand voltage between the gate and the drain in the transistor TR1. The figure shows the results when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm at EOT and the results when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT.

本図に示すように、ゲート−ドレイン間の耐圧は、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合においてゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合よりも高い。これにより、ゲート絶縁膜GI1の膜厚を厚くすることでゲート−ドレイン間の耐圧が高くなることが示唆される。   As shown in the figure, the withstand voltage between the gate and the drain is higher when the thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm in EOT than in the case where the thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm in EOT. high. This suggests that by increasing the thickness of the gate insulating film GI1, the withstand voltage between the gate and the drain is increased.

図34は、トランジスタTR1でのドレイン−ウェル間の耐圧のシミュレーション結果を示す図である。図33と同様にして、本図には、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合の結果、及びゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合の結果が示されている。   FIG. 34 is a diagram showing a simulation result of the withstand voltage between the drain and the well in the transistor TR1. Similar to FIG. 33, in this figure, the result when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm at EOT and the result when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT It is shown.

本図に示すように、ドレイン−ウェル間の耐圧は、いずれのゲート長においても、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合においてゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合よりも、おおよそ0.3V高い。この結果は、ゲート絶縁膜GI1の膜厚を厚くすることでドレイン−ウェル間の電界が緩和されていることを示唆している。   As shown in the figure, the withstand voltage between the drain and the well is, in any gate length, when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT, the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2 at EOT. Approximately 0.3 V higher than in the case of .76 nm. This result suggests that the electric field between the drain and the well is relaxed by increasing the thickness of the gate insulating film GI1.

図35(a)は、トランジスタTR1の閾値電圧のロールオフのシミュレーション結果を示す図である。図35(b)は、図35(a)のロールオフの傾きの結果を示す図である。図33と同様にして、本図(a)及び本図(b)の各図には、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合の結果、及びゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合の結果が示されている。なお、本図(a)に示す例において、ドレイン電圧Vdは1.2Vである。   FIG. 35A shows a simulation result of roll-off of the threshold voltage of the transistor TR1. FIG.35 (b) is a figure which shows the result of the inclination of the roll-off of Fig.35 (a). Similar to FIG. 33, in each of FIGS. (A) and (b), the result when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm in EOT, and the film of the gate insulating film GI1 The results are shown for a thickness of 3.74 nm at EOT. In the example shown in FIG. 6A, the drain voltage Vd is 1.2V.

本図(a)に示すように、トランジスタTR1の閾値電圧は、ゲート長に依存して変化している。具体的には、本図(a)に示す例では、ゲート長が短くなるにつれてトランジスタTR1の閾値電圧が低下している。これは、短チャネル効果に起因している。閾値電圧の低下は、いずれのゲート長においても、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合においてゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合よりも大きい。   As shown in FIG. 6A, the threshold voltage of the transistor TR1 changes depending on the gate length. Specifically, in the example shown in FIG. 7A, the threshold voltage of the transistor TR1 is lowered as the gate length is shortened. This is due to the short channel effect. The reduction in threshold voltage is larger for any gate length than when the thickness of the gate insulating film GI1 is 2.74 nm when the thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT.

一方、本図(b)に示すように、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合のロールオフの傾きは、ゲート長をゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合よりもおおよそ10nm長くした場合、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合のロールオフの傾きと同等もしくはそれ以下となる。これにより、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmであっても、ゲート長を10nm以上長くすれば、短チャネル効果を、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合と同じ程度に抑えることができると示唆される。   On the other hand, as shown in this figure (b), when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm in EOT, the slope of the roll-off is as follows: When the film thickness of the gate insulating film GI1 is about 10 nm longer than in the case of 76 nm, it becomes equal to or less than the roll-off inclination in the case where the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm in EOT. Thus, even if the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm in EOT, if the gate length is increased by 10 nm or more, the short channel effect is obtained and the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm in EOT It is suggested that it can be suppressed to the same extent as in the case.

図36は、トランジスタTR1の電流駆動力のシミュレーション結果を示す図である。図33と同様にして、本図には、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合の結果、及びゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合の結果が示されている。なお、本図に示す例において、ドレイン電圧Vdは1.2Vである。   FIG. 36 is a diagram showing a simulation result of the current driving force of the transistor TR1. Similar to FIG. 33, in this figure, the result when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm at EOT and the result when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT It is shown. In the example shown in the figure, the drain voltage Vd is 1.2V.

本図に示すように、ゲート電圧Vgが1.2Vの場合、電流駆動力は、いずれのゲート長においても、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合においてゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合よりも低い。一方、本図に示すように、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合においてゲート電圧Vgが1.8Vであるとき、電流駆動力は、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合においてゲート電極Vgが1.2Vであるときに比して24%高いものとなっている。   As shown in the figure, when the gate voltage Vg is 1.2 V, the current driving force is the gate insulating film GI1 when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT in any gate length. The film thickness of EOT is lower than that of 2.76 nm. On the other hand, as shown in the figure, when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT and the gate voltage Vg is 1.8 V, the current driving force is determined by the thickness of the gate insulating film GI1. In the case of 2.76 nm in EOT, the gate electrode Vg is 24% higher than in the case of 1.2 V.

上記した結果は、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合、ゲート電圧を高くすることで電流駆動力を補うことができることを示唆している。図33に示したように、ゲート−ドレイン間の耐圧は、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合においてゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合よりも高い。このため、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで2.76nmである場合に比して、高いゲート電圧を用いることができる。   The above results suggest that, when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm in EOT, the current driving force can be compensated by increasing the gate voltage. As shown in FIG. 33, the withstand voltage between the gate and the drain is higher than that in the case where the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm in EOT when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm in EOT. Also high. Therefore, when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm in EOT, a higher gate voltage can be used as compared with the case where the film thickness of the gate insulating film GI1 is 2.76 nm in EOT.

さらに上記した結果は、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合、ゲート電圧を高くすることでゲート幅を狭くすることができることを示唆している。具体的には、例えば、トランジスタTR1のゲート幅をトランジスタTR2のゲート幅及びトランジスタTR3のゲート幅のいずれよりも狭くすることができる。上記したように、ゲート絶縁膜GI1の膜厚がEOTで3.74nmである場合、ゲート電圧を高くすることで電流駆動力を補っている。この場合、ゲート電圧を高くすることで電流駆動力を補えば、ゲート幅を狭くしても必要な電流値を得ることができる。   Furthermore, the above result suggests that when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm at EOT, the gate width can be narrowed by increasing the gate voltage. Specifically, for example, the gate width of the transistor TR1 can be made narrower than any of the gate width of the transistor TR2 and the gate width of the transistor TR3. As described above, when the film thickness of the gate insulating film GI1 is 3.74 nm in EOT, the current driving force is compensated by increasing the gate voltage. In this case, if the current driving force is compensated by increasing the gate voltage, a necessary current value can be obtained even if the gate width is narrowed.

以上、本実施形態によれば、トランジスタTR1、トランジスタTR2、及びトランジスタTR3は、ReRAM領域RR、ロジック領域LR、及びI/OセルIOにそれぞれ設けられている。そしてゲート絶縁膜GI1の膜厚は、ゲート絶縁膜GI2の膜厚よりも厚く、かつゲート絶縁膜GI3の膜厚と等しい。さらにゲート電極GE1のゲート長は、ゲート電極GE2のゲート長よりも長く、かつゲート電極GE3のゲート長よりも短い。これにより、トランジスタTR1に必要な耐圧が実現される。   As described above, according to this embodiment, the transistor TR1, the transistor TR2, and the transistor TR3 are provided in the ReRAM region RR, the logic region LR, and the I / O cell IO, respectively. The film thickness of the gate insulating film GI1 is thicker than the film thickness of the gate insulating film GI2, and equal to the film thickness of the gate insulating film GI3. Furthermore, the gate length of the gate electrode GE1 is longer than the gate length of the gate electrode GE2, and shorter than the gate length of the gate electrode GE3. Thereby, the breakdown voltage required for the transistor TR1 is realized.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, although the invention made by the present inventor was concretely explained based on an embodiment, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be variously changed in the range which does not deviate from the gist. Needless to say.

AR1 活性領域
AR2 活性領域
AR3 活性領域
BL ビット線
BLD ビット線デコーダ
CC 制御回路
CP 導体パターン
CTD コンタクト
CTS コンタクト
DE1 ドレインエクステンション領域
DE2 ドレインエクステンション領域
DE3 ドレインエクステンション領域
DL 絶縁層
DR1 ドレイン領域
DR2 ドレイン領域
DR3 ドレイン領域
GC 接地セル
GE1 ゲート電極
GE2 ゲート電極
GE3 ゲート電極
GI1 ゲート絶縁膜
GI2 ゲート絶縁膜
GI3 ゲート絶縁膜
GP 接地パッド
IF1 絶縁膜
IF2 絶縁膜
IO I/Oセル
IR 分離領域
LC ロジック回路
LE 下部電極
LR ロジック領域
MC メモリセル
MC22 選択メモリセル
MK1 マスク膜
MK2 マスク膜
MK3 マスク膜
MWL 多層配線層
PL プレート線
PLD プレート線デコーダ
RR ReRAM領域
SE1 ソースエクステンション領域
SE2 ソースエクステンション領域
SE3 ソースエクステンション領域
SR1 ソース領域
SR2 ソース領域
SR3 ソース領域
SUB 基板
SW1 サイドウォール
SW2 サイドウォール
SW3 サイドウォール
TR1 トランジスタ
TR2 トランジスタ
TR3 トランジスタ
UE 上部電極
VA1 ビア
VA2 ビア
VC 電源セル
VGC 電圧発生回路
VP 電源パッド
VR 可変抵抗素子
VRF 可変抵抗膜
WE1 ウェル
WE2 ウェル
WE3 ウェル
WL ワード線
WLD ワード線デコーダ
AR1 active region AR2 active region AR3 active region BL bit line BLD bit line decoder CC control circuit CP conductor pattern CTD contact CTS contact DE1 drain extension region DE2 drain extension region DE3 drain extension region DL insulating layer DR1 drain region DR2 drain region DR3 drain region GC ground cell GE1 gate electrode GE2 gate electrode GE3 gate electrode GI1 gate insulating film GI2 gate insulating film GI3 gate insulating film GP ground pad IF1 insulating film IF2 insulating film IO I / O cell IR isolation region LC logic circuit LE lower electrode LR logic region MC memory cell MC22 selected memory cell MK1 mask film MK2 mask film MK3 mask film MWL multilayer interconnection layer PL plate line PLD Gate line decoder RR ReRAM area SE1 source extension area SE2 source extension area SE3 source extension area SR1 source area SR2 source area SR3 source area SUB substrate SW1 sidewall SW2 sidewall SW3 sidewall TR1 transistor TR2 transistor TR3 transistor UE upper electrode VA1 via VA2 via VC power supply cell VGC voltage generation circuit VP power supply pad VR variable resistance element VRF variable resistance film WE1 well WE2 well WE3 well WL word line WLD word line decoder

Claims (7)

複数のビット線と、
複数のプレート線と、
それぞれが前記複数のビット線のいずれか及び前記複数のプレート線のいずれかに電気的に接続し、前記ビット線及び前記プレート線の組み合わせが互いに異なる複数のメモリセルと、
前記複数のビット線及び前記複数のプレート線を制御するための制御回路と、
を備え、
前記複数のメモリセルのそれぞれは、
可変抵抗素子と、
ゲート電極を有し、ソースが前記ビット線に電気的に接続し、ドレインが前記可変抵抗素子を介して前記プレート線に電気的に接続しているトランジスタと、
を備え、
前記制御回路は、第1の前記ビット線及び第1の前記プレート線に電気的に接続している前記メモリセルの前記可変抵抗素子をフォーミングする場合に、
前記第1のビット線に第1電圧を与え、かつ前記第1のプレート線に前記第1電圧よりも高い第2電圧を与え、
前記第1電圧よりも高くかつ前記第2電圧よりも低い第3電圧を第2の前記ビット線に与える、半導体装置。
With multiple bit lines,
With multiple plate lines,
A plurality of memory cells each electrically connected to any of the plurality of bit lines and any of the plurality of plate lines, and a combination of the bit lines and the plate lines being mutually different
A control circuit for controlling the plurality of bit lines and the plurality of plate lines;
Equipped with
Each of the plurality of memory cells is
A variable resistance element,
A transistor having a gate electrode, a source electrically connected to the bit line, and a drain electrically connected to the plate line via the variable resistance element;
Equipped with
The control circuit forms the variable resistive element of the memory cell electrically connected to the first bit line and the first plate line.
Applying a first voltage to the first bit line and applying a second voltage higher than the first voltage to the first plate line;
A semiconductor device which applies a third voltage higher than the first voltage and lower than the second voltage to the second bit line .
請求項1に記載の半導体装置において、
同一の前記ビット線に接続している複数の前記メモリセルは、前記メモリセルの各々が有する前記トランジスタの前記ゲート電極を介して同一のワード線に接続しており、
第1の前記メモリセルと、
前記第1のメモリセルと同一の前記プレート線に接続している第2の前記メモリセルと、
を備え、
前記第1のメモリセルの前記可変抵抗素子を高抵抗状態から低抵抗状態に遷移させるために前記第1のメモリセルにおいて前記プレート線及び前記ビット線の間に電が印加されたとき
前記第2のメモリセルの前記トランジスタは、前記ドレイン及び前記ソースの間でブレークダウンしない半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The plurality of the memory cells connected to the same said bit lines, are connected to the same word lead wires through the gate electrode of the transistor, each of said memory cell has,
The first memory cell;
A second memory cell connected to the same plate line as the first memory cell;
Equipped with
When voltage between the plate line and the bit line is applied in the first memory cell to transition the said variable resistance element of said first memory cell from the high resistance state to the low resistance state,
The semiconductor device in which the transistor of the second memory cell does not break down between the drain and the source.
請求項1に記載の半導体装置において、
同一の前記ビット線に接続している複数の前記メモリセルは、前記メモリセルの各々が有する前記トランジスタの前記ゲート電極を介して同一のワード線に接続しており、
第1の前記メモリセルと、
前記プレート線及び前記ビット線のいずれもが前記第1のメモリセルと異なる第2の前記メモリセルと、
を備え、
前記第1のメモリセルの前記可変抵抗素子を低抵抗状態から高抵抗状態に遷移させるために前記第1のメモリセルにおいて前記プレート線及び前記ビット線の間に電が印加されたとき
前記第2のメモリセルの前記トランジスタは、前記ドレイン及び前記ソースの間でブレークダウンしない半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The plurality of the memory cells connected to the same said bit lines, are connected to the same word lead wires through the gate electrode of the transistor, each of said memory cell has,
The first memory cell;
A second memory cell in which both the plate line and the bit line are different from the first memory cell;
Equipped with
When voltage between the plate line and the bit line is applied in the first memory cell to transition the said variable resistance element of said first memory cell from the low resistance state to the high resistance state,
The semiconductor device in which the transistor of the second memory cell does not break down between the drain and the source.
請求項1に記載の半導体装置において、
同一の前記プレート線に接続している複数の前記メモリセルは、前記メモリセルの各々が有する前記トランジスタの前記ゲート電極を介して同一のワード線に接続しており、
第1の前記メモリセルと、
前記プレート線及び前記ビット線のいずれもが前記第1のメモリセルと異なる第2の前記メモリセルと、
を備え、
前記第1のメモリセルの前記可変抵抗素子を高抵抗状態から低抵抗状態に遷移させるために前記第1のメモリセルにおいて前記プレート線及び前記ビット線の間に電が印加されたとき
前記第2のメモリセルの前記トランジスタは、前記ドレイン及び前記ソースの間でブレークダウンしない半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The plurality of the memory cells connected to the same said plate line, are connected to the same word lead wires through the gate electrode of the transistor, each of said memory cell has,
The first memory cell;
A second memory cell in which both the plate line and the bit line are different from the first memory cell;
Equipped with
When voltage between the plate line and the bit line is applied in the first memory cell to transition the said variable resistance element of said first memory cell from the high resistance state to the low resistance state,
The semiconductor device in which the transistor of the second memory cell does not break down between the drain and the source.
請求項1に記載の半導体装置において、
同一の前記プレート線に接続している複数の前記メモリセルは、前記メモリセルの各々が有する前記トランジスタの前記ゲート電極を介して同一のワード線に接続しており、
第1の前記メモリセルと、
前記第1のメモリセルと同一の前記ビット線に接続している第2の前記メモリセルと、
を備え、
前記第1のメモリセルの前記可変抵抗素子を低抵抗状態から高抵抗状態に遷移させるために前記第1のメモリセルにおいて前記プレート線及び前記ビット線の間に電が印加されたとき
前記第2のメモリセルの前記トランジスタは、前記ドレイン及び前記ソースの間でブレークダウンしない半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The plurality of the memory cells connected to the same said plate line, are connected to the same word lead wires through the gate electrode of the transistor, each of said memory cell has,
The first memory cell;
A second memory cell connected to the same bit line as the first memory cell;
Equipped with
When voltage between the plate line and the bit line is applied in the first memory cell to transition the said variable resistance element of said first memory cell from the low resistance state to the high resistance state,
The semiconductor device in which the transistor of the second memory cell does not break down between the drain and the source.
請求項1に記載の半導体装置において、
同一の前記プレート線に接続している複数の前記メモリセルは、前記メモリセルの各々が有する前記トランジスタの前記ゲート電極を介して同一のワード線に接続しており、
前記複数のビット線は、第1方向に沿って配置され、かつ前記第1方向に交わる第2方向に延伸しており、
第1の前記プレート線、第1の前記ワード線、第2の前記ワード線、及び第2の前記プレート線は、前記第2方向に沿ってこの順で繰り返し配置され、かつ前記第1方向に延伸している半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The plurality of the memory cells connected to the same said plate line, are connected to the same word lead wires through the gate electrode of the transistor, each of said memory cell has,
The plurality of bit lines are arranged along a first direction, and extend in a second direction intersecting the first direction,
The first plate line, the first word line, the second word line, and the second plate line are repeatedly arranged in this order along the second direction, and in the first direction Semiconductor device being stretched.
請求項6に記載の半導体装置において、
第1の前記トランジスタが前記第1のワード線に接続しており
第2の前記トランジスタが前記第2のワード線に接続しており
前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタは、前記第2方向に並んでおり、かつ前記第1の前記トランジスタの前記ソースが前記第2の前記トランジスタの前記ソースに接続している半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 6,
A first said transistor is connected to said first word line,
A second said transistor is connected to said second word line,
The semiconductor device, wherein the first transistor and the second transistor are aligned in the second direction, and the source of the first transistor is connected to the source of the second transistor .
JP2014166571A 2014-08-19 2014-08-19 Semiconductor device and forming method Active JP6426940B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014166571A JP6426940B2 (en) 2014-08-19 2014-08-19 Semiconductor device and forming method
US14/809,106 US9553131B2 (en) 2014-08-19 2015-07-24 Semiconductor device and forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014166571A JP6426940B2 (en) 2014-08-19 2014-08-19 Semiconductor device and forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016042403A JP2016042403A (en) 2016-03-31
JP6426940B2 true JP6426940B2 (en) 2018-11-21

Family

ID=55348966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014166571A Active JP6426940B2 (en) 2014-08-19 2014-08-19 Semiconductor device and forming method

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9553131B2 (en)
JP (1) JP6426940B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3050861B1 (en) * 2016-04-29 2020-05-29 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives SINGLE POLE RESISTIVE MEMORY
KR102519458B1 (en) * 2016-11-01 2023-04-11 삼성전자주식회사 Nonvolatile memory device and operating method thereof

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4113493B2 (en) * 2003-06-12 2008-07-09 シャープ株式会社 Nonvolatile semiconductor memory device and control method thereof
JP4646636B2 (en) * 2004-02-20 2011-03-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device
KR100960208B1 (en) * 2005-07-29 2010-05-27 후지쯔 가부시끼가이샤 Resistance storage element and nonvolatile semiconductor storage device
JP4383523B2 (en) * 2007-09-28 2009-12-16 パナソニック株式会社 Nonvolatile memory element, nonvolatile semiconductor memory device, and reading method and writing method thereof
JP4861444B2 (en) 2009-03-16 2012-01-25 株式会社東芝 Forming method of variable resistance element
JP2011066363A (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Toshiba Corp Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5149414B2 (en) * 2010-07-16 2013-02-20 シャープ株式会社 Semiconductor memory device and driving method thereof
JP5369071B2 (en) * 2010-09-30 2013-12-18 シャープ株式会社 Method for forming variable resistance element and nonvolatile semiconductor memory device
JP2013089662A (en) * 2011-10-14 2013-05-13 Renesas Electronics Corp Semiconductor device
JP6149598B2 (en) * 2013-08-19 2017-06-21 ソニー株式会社 Storage control device, storage device, information processing system, and storage control method

Also Published As

Publication number Publication date
US20160056207A1 (en) 2016-02-25
JP2016042403A (en) 2016-03-31
US9553131B2 (en) 2017-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI521711B (en) Transistor device,device manufacturing method, integrated circuit and methods for operating the integrated circuit
KR101169396B1 (en) Non-volatile memory device and method of operating the same
CN1720588B (en) Flash memory cell arrays having dual control gates per memory cell charge storage element
TWI435332B (en) One time programmable memory and method of operation
US7352632B2 (en) Non-volatile semiconductor memory device
JP7115037B2 (en) semiconductor equipment
KR20160138765A (en) Semiconductor memory device including slimming structure
JP4557950B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP5853853B2 (en) Semiconductor memory device and driving method thereof
JP2000174241A (en) Non-volatile semiconductor storage device
JP6426940B2 (en) Semiconductor device and forming method
JP2008153479A (en) Semiconductor device with ferroelectric field-effect transistor, and semiconductor integrated circuit device using the same
JP5596467B2 (en) Method for writing to semiconductor device and memory device
JP3474758B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JPH118324A (en) Transistor, transistor array and nonvolatile semiconductor memory
JP2014191838A (en) Semiconductor memory
JP3871104B2 (en) Semiconductor device and driving method thereof
KR20170069256A (en) Memory cell and non-volatile semiconductor storage device
JP6069054B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
TWI630704B (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP2006210700A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method
US10727222B2 (en) Memory system and memory cell having dense layouts
KR101039214B1 (en) Flash Memory of having Fin-FET Structure and Method of operating the same
TWI670719B (en) Anti-fuse memory and semiconductor memory device
JP2022136400A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170510

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180410

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181002

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181026

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6426940

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150